PUUN PIENPOLTOSSA SYNTYVIEN HAIHTUVIEN ORGAANISTEN YHDISTEIDEN MUUTUNTA ILMAKEHÄSSÄ

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "PUUN PIENPOLTOSSA SYNTYVIEN HAIHTUVIEN ORGAANISTEN YHDISTEIDEN MUUTUNTA ILMAKEHÄSSÄ"

Transkriptio

1 PUUN PIENPOLTOSSA SYNTYVIEN HAIHTUVIEN ORGAANISTEN YHDISTEIDEN MUUTUNTA ILMAKEHÄSSÄ Anni Hartikainen Pro gradu -tutkielma Ympäristötiede Itä-Suomen yliopisto, Ympäristötieteen laitos Marraskuu 2015

2 ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta Ympäristötiede Anni Hartikainen: Puun pienpoltossa syntyvien haihtuvien orgaanisten yhdisteiden muutunta ilmakehässä (Atmospheric transformation of volatile organic compounds released from small-scale wood combustion) Pro gradu -tutkielma 58 sivua, 2 liitettä (9 sivua) Tutkielman ohjaajat: Olli Sippula (FT, DI) Pasi Yli-Pirilä (FM) Marraskuu 2015 avainsanat: pienpoltto, palaminen, VOC, savukaasu, ilmakehäreaktio TIIVISTELMÄ Puusta saatavalla energialla katetaan suuri osa Suomen energiantuotannosta. Puun pienpolton päästöt ovat erityisen suuret, sillä palamisen olosuhteet ovat vaihtelevia ja palaminen epätäydellistä. Puun palamisessa syntyy useita haitallisia päästöjä, kuten hiukkasia, typen oksideja ja haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (VOC). VOC:ien pitoisuus ilmakehässä on suhteellisen pieni, mutta niiden rooli sen reaktioissa on merkittävä. Ne muun muassa osallistuvat alailmakehän otsonin ja sekundäärisen orgaanisen aerosolin (SOA) muodostukseen. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin puun pienpoltossa syntyvien haihtuvien orgaanisten yhdisteiden muutuntaa ilmakehää vastaavissa olosuhteissa. Modernissa varaavassa tulisijassa kuusen poltosta muodostunutta savukaasua laimennettiin ja ikäännytettiin muutuntakammiossa, jossa sitä altistettiin otsonille ja UV-säteilylle. Lisäksi tarkasteltiin ulkoilmassa öisin muodostuvan typpihapokkeen vaikutusta VOC:eihin. Otsonialtistus vastasi öisin tapahtuvan pimeäikäännytyksen olosuhteita ja UV-säteily päivisin tapahtuvaa valokemiallista ikääntymistä. Tapahtuvaa muutosta seurattiin jatkuvatoimisesti protoninsiirtoreaktioon perustuvalla lentoaikamassaspektrometrillä. Savukaasusta oli erotettavissa yli 200 yhdistettä. Suuri osa VOC-pitoisuudesta koostui hapettuneista orgaanisista yhdisteistä. Toisen olennaisen ryhmän muodostivat tyydyttymättömät hiilivedyt. Vain osa yhdisteistä pystyttiin tunnistamaan. VOC-pitoisuuksissa tapahtui huomattavia muutoksia sekä otsoni- että UV-altistuksen aikana. Otsonialtistus odotetusti vähensi kaksoissidoksellisten yhdisteiden pitoisuuksia. Valokemiallinen ikäännytys laski useimpien yhdisteiden määrää. Typpeä sisältävien orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksien havaittiin nousevan etenkin pimeäikääntymisen aikana. Typpihapokkeen tai samanaikaisesti tehdyn propeenin lisäys aiheutti huomattavan muutoksen VOC-yhdisteiden koostumuksessa. Muutoksilla voi olla merkitystä päästön terveys- ja ympäristövaikutuksiin. Tutkimus tukee aiempaa ymmärrystä siitä, että ikääntyminen aiheuttaa merkittävää muutosta VOC-yhdisteiden koostumuksessa.

3 ESIPUHE Ilmakehässä tapahtuu jatkuvasti muutoksia, joita ei voi paljain silmin havaita. Hetki sitten ympäristössä ollut yhdiste voi olla nyt jo hajonnut tai muuttanut muotoa. Puun pienpoltto on Suomessa hyvin yleistä, joten sen päästössä tapahtuvien muutosten tutkiminen on mielekästä niin terveys- kuin ilmastovaikutusten kannalta. Kiitos Itä-Suomen yliopiston Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnalle apurahasta, jonka turvin olen pystynyt keskittymään aiheeseen perehtymiseen ja pro gradu -työn tekemiseen. Kiitos ohjaajalleni Olli Sippulalle, jonka kanssa työskentely on ollut antoisaa ja jolta saamani neuvot ja motivointi korvaamattomia. Kiitos myös toiselle ohjaajalleni Pasi Yli-Pirilälle ja työni tarkastajalle Jarkko Tissarille. Kämppikseni Katariina, opiskelutoverini ja muut minua opintojeni aikana tukeneet ja piristäneet ansaitsevat isot kiitokset, sillä ilman heitä ei työn valmistuminen olisi onnistunut. Erityiskiitos perheelleni, johon voin aina luottaa.

4 LYHENTEET AVOC Ihmisperäiset (antropogeeniset) haihtuvat orgaaniset yhdisteet, Anthropogenic Volatile Organic Compounds BVOC cps Kasvillisuudesta peräisin olevat (biogeeniset) haihtuvat orgaaniset yhdisteet, Biogenic Volatile Organic Compounds Varausta sekunnissa, counts per second GC/MS Kaasukromatografi-massaspektrometri, Gas Chromatography Mass Spectrometry DR HONO Laimennuskerroin, dilution ratio Typpihapoke FTIR Fourier-muunnos-infrapunaspektrometri, Fourier transform infrared spectrometer IARC Kansainvälinen syöpätutkimuskeskus, International Agency for Research on Cancer IPCC Hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli, Intergovernmental Panel on Climate Change m/z NMHC NO NO 2 NO 3 varautuneen ionin massa Hiilivedyt, metaania lukuunottamatta, non-methane hydrocarbons Typpimonoksidi Typpidioksidi Nitraattiradikaali NO X Typen oksidit, NO+NO 2 O 3 OA OH ONMHC OOA OVOC SOA PAH Otsoni Orgaaniset aerosolihiukkaset, Organic Aerosol Hydroksyyliradikaali Hapettuneet hiilivedyt metaania lukuunottamatta, Oxygenated Non-methane Hydrocarbons Hapettuneet orgaaniset aerosolihiukkaset Oxygenated Organic Aerosol Hapettuneet haihtuvat orgaaniset yhdisteet, Oxygenated Volatile Organic Compounds Sekundääriset orgaaniset aerosolihiukkaset, Secondary Organic Aerosol Polysykliset aromaattiset hiilivedyt, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PIT-MS Protoninsiirtoreaktioon perustuva ioniansa-massaspektrometri, Proton- Transfer-Reaction Ion Trap Mass Spectrometer POA Primääriset orgaaniset aerosolihiukkaset, Primary Organic Aerosol PTR-TOF-MS Protoninsiirtoreaktioon perustuva lentoaikamassaspektrometri, Proton- Transfer-Reaction Time-of-Flight Mass Spectrometer VOC Haihtuvat orgaaniset yhdisteet, Volatile Organic Compounds

5 SISÄLLYSLUETTELO 1. JOHDANTO 7 2. KIRJALLISUUSKATSAUS PUUN PIENPOLTON PÄÄSTÖT Puun pienpolton päästöjen syntyminen Puun pienpolton päästöjen vaikutus ympäristöön Ikääntymisen palamisen päästössä aiheuttamat muutokset ILMAKEHÄN ORGAANISET YHDISTEET Haihtuvat orgaaniset yhdisteet ilmakehässä Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden reaktiot ilmakehässä Hydroksyyliradikaalin reaktiot Otsonin reaktiot Nitraattiradikaalin reaktiot Fotolyysin aiheuttamat muutokset Orgaaninen aerosoli ilmakehässä Sekundäärisen orgaanisen aerosolin muodostuminen TAVOITTEET MENETELMÄT POLTTOLAITE JA SEN KÄYTTÖ KÄYTETTY MITTALAITTEISTO Mittausjärjestelmä Protoninsiirtoreaktioon perustuva massaspektrometri Kaasuanalysaattorit KAMMIOKOKEET AINEISTON KÄSITTELY TULOKSET TUOREEN SAVUKAASUN SISÄLTÄMÄT HAIHTUVAT ORGAANISET YHDISTEET SAVUKAASUN HAIHTUVIEN ORGAANISTEN YHDISTEIDEN KÄYTÄYTYMINEN IKÄÄNTYMISEN AIKANA Otsonin vaikutus savukaasun koostumukseen 40

6 UV-säteilyaltistuksen vaikutus savukaasun orgaanisiin yhdisteisiin Typpihapokelisäyksen vaikutus savukaasun koostumukseen TULOSTEN TARKASTELU TUOREEN SAVUKAASUN SISÄLTÄMÄT HAIHTUVAT ORGAANISET YHDISTEET PÄÄSTÖN HAIHTUVIEN ORGAANISTEN YHDISTEIDEN MUUTUNTA KAMMIOSSA YHTEENVETO 51 LÄHTEET 53 LIITTEET LIITE 1 FTIR-monikomponenttikaasuanalysaattorilla mitatut kaasut LIITE 2 PTR-TOF-MS:n massaspektreistä havaitut ionit

7 7 1. JOHDANTO Ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi uusiutuvan energian osuutta energiantuotannosta on pyritty lisäämään. Euroopan unionin tasolla pyritään saamaan 20 % kokonaisenergian tuotannosta uusiutuvista energianlähteistä vuonna Suomen maakohtainen, sitova tavoite on 38 % (Euroopan parlamentti 2009). Suomessa on lisätty erityisesti puun käyttöä, ja vuonna 2013 puusta saatiin noin neljännes Suomen energiasta (Suomen virallinen tilasto 2013). Myös puun pienpoltto, eli esimerkiksi kotitalouksien tai maatilojen lämmitys puuenergialla, on yleistynyt viime vuosina (Suomen ympäristökeskus 2015). Vuonna 2014 sillä tuotettiin noin 17 TWh energiaa, mikä vastasi 5 % kokonaisenergiantuotannosta (Luonnonvarakeskus 2015). Puun pienpoltossa syntyy huomattavia määriä terveydelle ja ympäristölle haitallisia ilmansaasteita, kuten pienhiukkasia ja haihtuvia orgaanisia yhdisteitä. Noin puolet Suomen pienhiukkasista on peräisin puun pienpoltosta (Suomen ympäristökeskus 2015). Pienpolton päästöjen hallintaa vaikeuttavat muun muassa vaihtelevat käyttötavat ja palamisolosuhteet sekä useat lähteet. Yhdisteet pääsevät leviämään ympäristöönsä matalalla korkeudella, mikä lisää pienpolton merkitystä etenkin tiiviisti asutuilla alueilla. Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) ovat laaja ja monipuolinen joukko yhdisteitä, joilla voi olla sekä ilmasto- että terveysvaikutuksia. Osa yhdisteistä on esimerkiksi hengitysteitä ärsyttäviä tai karsinogeenisia. Ne ovat osallisina ilmastoa lämmittävän alailmakehän otsonin ja sekundääristen orgaanisten aerosolihiukkasten (SOA) muodostumiseen. Ilmakehässä on kymmeniä tuhansia orgaanisia yhdisteitä, joista vain osa on pystytty tunnistamaan. Ilmakehässä tapahtuvat prosessit muuttavat VOC:eja nopeasti. Yhdisteet voivat muodostaa uusia reaktiotuotteita esimerkiksi hapettumisen tai säteilyn seurauksena. VOC:eissa tapahtuvia muutoksia ja niiden merkitystä esimerkiksi terveysvaikutuksiin ei toistaiseksi tunneta kattavasti, mutta ikääntymisen on huomattu lisäävän merkittävästi sekä moottoriajoneuvojen (Nordin 2015) että puun pienpolton (Ortega ym. 2013) päästöjen muodostaman SOA:n määrää. Tässä tutkimuksessa selvitetään puun poltosta syntyvien haihtuvien orgaanisten yhdisteiden muuttumista ilmakehäreaktioiden vuoksi. Tutkimuksessa tarkastellaan sekä öisin tapahtuvan pimeäikääntymisen että säteilyn aiheuttaman valokemiallisen ikääntymisen seurauksia. Lisäksi tutkitaan ilmakehässä öisin muodostuvan typpihapokkeen vaikutusta yhdisteiden ikääntymisessä.

8 8 2. KIRJALLISUUSKATSAUS 2.1. PUUN PIENPOLTON PÄÄSTÖT Puun pienpolton päästöjen syntyminen Puun palamisprosessin ensimmäisessä vaiheessa polttoaineen lämpötila nousee ja siinä oleva vesi höyrystyy. Kun lämpötila on noussut tarpeeksi korkeaksi, kuivan puun haihtuvat orgaaniset aineet alkavat pyrolysoitua ja kaasuuntua. Näiden kaasujen reagoidessa palamisilman hapen kanssa vapautuu energiaa, ja lämpötila nousee entisestään. Lopuksi jäljelle jäänyt, haihtumaton jäännöshiili palaa. Puupanoksen palaessa käynnissä ovat usein samanaikaisesti kaikki vaiheet, joiden loputtua polttoaineesta on jäljellä enää tuhkaa ja mahdollisesti jäännöshiiltä. (Raiko ym. 2002) Palamisessa syntyvien päästöjen määrä riippuu muun muassa lämpötilasta, palamisilman koostumuksesta ja määrästä, ilman sekoittumisesta palamistilassa sekä polttoaineen ominaisuuksista. Puun panospoltossa olosuhteet ovat vaikeasti hallittavissa, sillä ne vaihtelevat polttolaitteiden, käyttäjien ja polttoaineen mukana. Tämän vuoksi tapahtuva palaminen on epätäydellistä ja syntyvä päästö sisältää hiilidioksidin ja vesihöyryn lisäksi määriä epätäydellisen palamisen tuotteina syntyviä kaasumaisia sekä hiukkasmaisia päästöjä. Näitä ovat muun muassa häkä, haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) sekä alkuainehiilestä (noki) ja orgaanisista aineista koostuvat pienhiukkaset. (Tissari 2008) Puun palamisen eri vaiheissa syntyvien päästöjen koostumus vaihtelee. Panospoltossa on havaittu, että eniten orgaanista aerosolia ja kaasumaisia yhdisteitä syntyy heti uuden panoksen lisäyksen jälkeen, kun lisätty polttoaine kaasuuntuu (Reda ym. 2015, Nuutinen ym. 2014). Suurin osa häkäpäästöstä muodostuu palamisen loppuvaiheessa, hiiltojäännöksen palaessa, kun hiili ei hapetu hiilidioksidiksi asti (Raiko ym. 2002). Hiukkaspäästöt voidaan jakaa primäärisiin, heti syntyviin päästöihin, ja sekundääriseen päästöön, joka muodostuu savukaasussa ilmakehäreaktioiden seurauksena. Päästö sisältää tuhansia jatkuvasti reagoivia yhdisteitä, joiden täydellinen karakterisointi on hyvin haastavaa. Esimerkiksi Warneke ym. (2011) tutkivat biomassan palamisessa syntyvää kaasupäästöä kolmella mittalaitteella (protoninsiirtoreaktioon perustuvalla massaspektrometrillä (PTR-MS), PTR-ioniansa-massaspektrometrillä (PIT-MS) ja kaasukromatografi-massaspektrometrillä (GC/MS)), mutta pystyivät tunnistamaan vain % hiukkasmassan sisällöstä biomassan

9 9 palaessa kasassa kammion sisällä. Tunnistettavuus riippui polttoaineesta ja palamisen vaiheesta. Puun pienpoltossa muodostuu suurempi VOC-määrä kuin öljyn tai hiilen poltossa, sillä polttopuun koostumus on vaihtelevaa ja palaminen epätäydellistä (Koppman ym. 2005). Pienpolton on arvioitu tuottavan noin 6 % maailman VOC-päästöistä (IPCC 2001). Suurin osa, %, biomassan poltossa syntyvistä orgaanisista yhdisteistä on hapettuneita haihtuvia yhdisteitä (oxygenated VOC, OVOC) (Christian ym. 2004). Yleisimpiä puun poltossa syntyviä VOC:eja ovat karbonyylit ja muut puolihaihtuvat orgaaniset yhdisteet, kuten aldehydit, dikarbonyylit ja fenolit (Shauer ym. 2001). Viimeaikaisissa tutkimuksissa on havaittu, että puupanoksen koko vaikuttaa päästön koostumukseen ja ikääntymisen aiheuttamaan muutokseen. Esimerkiksi ison panoksen käyttäminen tulisijassa tuottaa runsaasti polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä (PAH) jotka ovat sekä terveydelle haitallisia että tehokkaita sekundääristen orgaanisten aerosolihiukkasten (SOA) muodostajia (Bruns ym. 2015). Korkeassa lämpötilassa monet muut yhdisteet hajoavat, ja kun lämpötila on yli 700 C, PAH-yhdisteet muodostavat ison osan pysyvistä yhdisteitä. Puun pienpolton aikana syntyvän savukaasun PAH-pitoisuuden on havaittu olevan suurin silloin, kun palaminen on nopeaa ja ilmaa huonosti saatavilla (Eriksson ym. 2014). Näin ollen PAH-yhdisteiden muodostuminen poikkeaa merkittävästi muista tyypillisistä orgaanista yhdisteistä, joita muodostuu eniten matalassa lämpötilassa polttoaineen lisäysvaiheessa. Päästöihin voi vaikuttaa polttolaitteistoa kehittämällä; niiden syntyä voidaan vähentää esimerkiksi tehostamalla palamisilman sekoittumista. Modernissa varaavassa tulisijassa sekoitusta on tehostettu lisäämällä toisioilmaa palamistilaan. Tekniikkaa parantamalla pienhiukkas- ja kaasupäästöjä on saatu pienennettyä huomattavasti. (Nuutinen ym. 2014, Reda ym. 2015) Puun pienpolton päästöjen vaikutus ympäristöön Pienhiukkasten on arvioitu aiheuttavan Euroopan alueella noin ennenaikaista kuolemaa vuosittain. Puun pienpolton lisäksi pienhiukkaspäästöjä syntyy erityisesti muusta energian tuotannosta ja liikenteestä. Suomessa puun polton ja liikenteen synnyttämien pienhiukkasten on arvioitu aiheuttavan vuosittain noin 1000 ennenaikaista kuolemaa

10 10 (Ahtoniemi ym. 2010). Biomassan polton päästöjen on luokiteltu olevan mahdollisesti karsinogeenisia (IARC 2013). Puun pienpoltossa muodostuva savukaasu sisältää monia terveydelle haitallisia kaasuja, kuten otsonia, häkää ja typen oksideja. Myös monien VOC:ien tiedetään olevan terveydelle haitallisia: ne voivat olla esimerkiksi ärsyttäviä, mutageenisiä, hermostolle myrkyllisiä tai karsinogeenisia. Yksittäisten yhdisteiden terveysvaikutukset tunnetaan vain joidenkin VOC:ien osalta, mutta haitallisiksi arvioituja palamisessa syntyviä yhdisteitä on kuitenkin tällä hetkellä satoja (IARC 2013). VOC-yhdisteet voivat myös siirtyä hiukkasfaasiin uusina orgaanisina hiukkasina tai absorboitumalla olemassa olevaan aerosoliin. Tämä voi lisätä niiden haitallisia terveysvaikutuksia: esimerkiksi hiukkasfaasin PAH-yhdisteet on havaittu erityisen haitallisiksi, ja niiden massapitoisuuden vaikuttavan aiheutuvaan terveyshaittaan enemmän kuin kokonaishiukkasmassa (Lamberg ym. 2011). Puun palamisen VOC-päästöistä yleisimpien, formaldehydin ja asetaldehydin, tiedetään olevan myrkyllisiä ja karsinogeenisia (IARC 2013). Formaldehydi ja asetaldehydi muodostavat noin 75 % kaikista puun palamisessa syntyvistä karbonyyleistä, joista monet muutkin ovat terveydelle haitallisia (Reda ym. 2015). Lisäksi ne ovat tärkeitä tekijöitä ilmakehäprosesseissa, sillä ne osallistuvat hapettajien, kuten otsonin, muodostumiseen. Muita haitallisia, biomassan palamisessa syntyviä yhdisteitä ovat esimerkiksi bentseeni ja butadieeni (IARC 2013). Puun pienpoltossa syntyvien hiukkasten tiedetään muun muassa heikentävän keuhkojen toimintaa, lisäävän infektioherkkyyttä ja keuhkosyöpäriskiä. Hiukkasen aiheuttama haitta elimistössä riippuu hiukkasten koosta, vesiliukoisuudesta, rakenteesta ja koostumuksesta. Veteen liukenemattomat hiukkaset pysyvät elimistössä ja aiheuttavat pitkäaikaista kuormitusta. Pienikokoiset hiukkaset pääsevät kulkeutumaan elimistössä syvälle. Pinta-alan ja tilavuuden välisen suhteen on havaittu olevan merkittävä hiukkaset terveysvaikutusten kannalta, ja pienten hiukkasten vaikuttavat terveyteen haitallisemmin. (Bølling ym. 2009) Palamisessa syntyvien kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin ja metaanin, lisäksi primääriset tai sekundäärisesti VOC:eista syntyneet pienhiukkaset vaikuttavat ilmaston säteilypakotteeseen. Hiukkaset voivat absorboida säteilyä, mikä lämmittää ilmakehää. Hiukkaset voivat myös viilentää ilmastoa sirottamalla säteilyä tai toimimalla pilvien tiivistymisytimenä. (IPCC 2007). Epätäydellisen palamisen hiukkaspäästöt sisältävät usein runsaasti nokea (Tissari 2008), jolla on ilmakehää lämmittävä vaikutus.

11 Ikääntymisen palamisen päästössä aiheuttamat muutokset VOC-pitoisuus muuttuu ilmakehäreaktioiden aikana. Reagoivia yhdisteitä ovat esimerkiksi terpeenit ja aromaattiset yhdisteet (Ortega ym. 2013). VOC:ien reaktiot ovat riippuvaisia hapettavien radikaalien ja typen oksidien (NO + NO 2 ; NO x ) määrästä. VOC:eja voi myös muodostua ikääntymisen seurauksena. Tyypillisesti lisääntyviä yhdisteitä ovat esimerkiksi hiilivedyistä muodostuvat karbonyyliyhdisteet (Atkinson ja Arey 2003). Ikääntymisen eri yhdisteissä aiheuttamia muutoksia tarkastellaan tarkemmin kappaleessa Aerosolihiukkasten sisältämien PAH:jen määrän on huomattu vähenevän aerosolin pimeäikääntymisen aikana otsonin aiheuttaman hajoamisen seurauksena. Pimeäreaktioissa otsonista ja typpidioksidista (NO 2 ) voi syntyä nitraattiradikaaleja, jotka muuttavat PAH:jä mutageenisiksi nitro-pah:ksi. PAH:t myös voivat reagoida hiukkasten pinnoilla ja muodostaa hapettuneita, reaktiivisia tuotteita. Keuhkosolujen altistuskokeissa pimeäikääntymisen on havaittu lisäävän pienhiukkasten genotoksisuutta, mutta vähentävän solukuoleman määrää (Nordin 2015). Toisaalta valohapettumisen on huomattu kasvattavan aerosolihiukkasten PAH:jen pitoisuutta, etenkin hapettuneiden PAH:jen osalta (Bruns ym. 2015). Puun pienpoltosta syntyvän orgaanisen aerosolin määrän on havaittu kasvavan ikääntymisen myötä. Yhdisteet synnyttävät SOA:ia huomattavia määriä, joskin vähemmän kuin mitä on mitattu keskimääräisestä kaupunki-ilman päästöstä. SOA-määrän kasvua vähentävät hiukkasten haihtuminen savukaasun laimenemisen takia ja alkuperäisille, primäärisille orgaanisille aerosolihiukkasille (POA) tapahtuvat heterogeeniset, haihtuvuutta lisäävät reaktiot (Ortega ym. 2013). Myös NO x -pitoisuus vaikuttaa huomattavasti ikääntymisreaktioiden lopputulokseen, sillä sen saatavuus ratkaisee VOC:ien reaktiotuotteiden lopullisen jakauman (Hallquist ym. 2009). Palamisen ja ympäristön olosuhteiden vaihtelun vuoksi ikääntymisen hiukkasmassassa aiheuttama muutos on vaihdellut mittausten välillä pienestä tai jopa negatiivisesta muutoksesta huomattavaan orgaanisten aerosolihiukkasten (OA) pitoisuuden kasvuun (Ortega ym. 2013). Vain osa puun palaessa syntyvästä SOA:sta on selitettävissä aromaattisten yhdisteiden ja muiden tunnettujen lähtöaineiden reaktioilla. Grieshop ym. (2009) pystyivät selittämään olemassa olevilla SOA-muodostumismalleilla vain noin 20 % SOA-päästöistä, joita syntyi eri lehti- ja havupuiden palamisen kytemis- tai liekkivaiheessa. Päästön tunnistamattomat VOC:t sisältävätkin merkittävän osan SOA:n muodostukseen osallistuvista lähtöaineista. Tällaisia voivat olla esimerkiksi isot aromaattiset yhdisteet, joiden haihtuvuus laskee nopeasti

12 12 muutaman hapetusvaiheen aikana (Warneke ym. 2011). Lisäksi orgaaniset hapot, jotka muodostavat ison osan SOA:sta, ovat vaikeasti mitattavissa (Veres 2010). Muutunnan seurauksena muodostuneet aerosolihiukkaset on aiempaa hapettuneempia. Hapettuminen on nopeinta ikääntymisen ensimmäisinä tunteina, joiden aikana tapahtuvat ensimmäiset hapetusaskeleet ja suurin osa fragmentoitumisesta. Ikääntyminen lisää aerosolihiukkaspäästön funktionaalisuutta, kuten karbonyyli- sekä karboksyyliryhmien määrää (Haddad 2013). Vain pieni osa alkuperäisistä, primäärisistä orgaanisista aerosolihiukkasista (POA) säilyy samanlaisena. 12 erilaisen biomassan palamisen päästöjä mitanneet Hennigan ym. (2011) arvioivat, että ikääntymisen jälkeen keskimäärin vain 17 % POA:sta oli reagoimatonta. Tulisijassa poltetun panoksen koon on havaittu vaikuttavan siihen, paljonko ikääntymisen aikana muodostuu SOA:ia: Bruns ym. (2015) mittauksissa ison puupanoksen palamisen hiukkasmassapäästö kasvoi ikääntyessään kolminkertaiseksi, mutta pienemmällä panoksella muutos oli vain 1,7-kertainen. Ikääntymisen seurauksena tapahtuvat muutokset esimerkiksi hiukkasen pinnan rakenteessa ja hygroskooppisuudessa vaikuttavat sen aiheuttamaan säteilypakotteeseen ja toimimiseen pilvien tiivistymisytimenä. Biomassan palamisessa syntyvien hiukkasten ikääntymisen on huomattu olevan merkittävä ilmastovaikutusten kannalta. Esimerkiksi Vakkari ym. (2014) havaitsivat metsäpalossa syntyvien hiukkasten muuttuvan ilmakehässä nopeasti aiempaa heijastavimmiksi, samalla kun niiden kyky toimia pilvien tiivistymisytimenä kasvoi ILMAKEHÄN ORGAANISET YHDISTEET Haihtuvat orgaaniset yhdisteet ilmakehässä Ilmakehä pitää sisällään lukemattoman määrän orgaanisia yhdisteitä. Goldstein ja Galbally (2007) mukaan ilmakehästä on löydetty yli orgaanista yhdistettä, jotka ovat yhä vain pieni osa todellisesta yhdistemäärästä. Pienistä pitoisuuksista huolimatta näillä yhdisteillä on merkittävä rooli ilmakehän toiminnassa. Jakautuminen hiukkas- ja kaasufaasin välille riippuu muun muassa yhdisteen höyrynpaineesta, liukoisuudesta ja kaasuseoksen koostumuksesta (Koppman 2008). Yleisin haihtuva hiilivety on metaani, jonka pitoisuus ilmakehässä on 1.8 ppm (parts per million, 10-6 ) (Koppman 2008). Tämän lisäksi ilmasta löytyy pieniä määriä muita kaasumaisia hiilivetyjä (non-methane hydrocarbon, NMHC) ja hapettuneita hiilivetyjä (oxygenated non-methane hydrocarbon, ONMHC). Nämä haihtuvat orgaaniset yhdisteet

13 13 (volatile organic compound, VOC) ovat yhdisteitä, jotka ovat ympäristön olosuhteissa kaasumaisina. Varsinaisia määritelmiä on käytössä useita. Euroopan unioni määrittelee VOC:t yhdisteiksi, joiden kiehuminen normaalipaineessa alkaa alle 250 C lämpötilassa (Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2004/42/EY). Suurin osa ilmakehän VOC:eista on peräisin kasvillisuudesta. Näiden biogeenisten VOC:ien (BVOC) on arvioitu muodostavan 90 % koko ilmakehän VOC:eista. BVOC-päästöt riippuvat muun muassa kasvillisuuden lajista, kasvukauden vaiheesta, valon määrästä ja ympäristön kosteudesta. (Koppman 2008), Maailmanlaajuisesti selvästi yleisin BVOC on isopreeni, jonka pitoisuus ilmakehässä on enintään muutamia ppb:itä (parts per billion, 10-9 ) (Carlton ym. 2009). Suomessa yleisimpiä BVOC:eja ovat bisykliset monoterpeenit: -ja -pineeni sekä 3 -kareeni (Tarvainen 2008). BVOC-pitoisuudet voivat talvisin olla hyvin matalia, sillä silloin kasvillisuus on vähäistä ja lehtipuiden päästöt pienimpiä (Hakola ym. 2012). Monoterpeenipäästö riippuu vahvasti lämpötilasta, ja kylmä ilma vähentää niiden muodostumista talvisin. Suomessa kasvillisuuden isopreenipäästö on suhteellisen pieni (Tarvainen 2008). Isopreenipäästöä rajoittaa se, että sitä emittoituu vain valoisana aikana (Hakola ym. 2012). Vaikka BVOC:t muodostavat suurimman osan maailmanlaajuisesta VOC-määrästä, voivat ihmisen toiminnasta aiheutuneet VOC-päästöt (antropogeeninen VOC, AVOC) olla paikallisesti tai hetkellisesti merkittävimmässä osassa (Atkinson ja Arey 2003). Suomessa BVOC:eja on arvioitu olevan vuositasolla noin kaksi kertaa enemmän kuin ihmisen aiheuttamia VOC:eja (Tarvainen 2008), mutta talvisin antropogeenisten päästöjen osuus kasvaa (Patokoski ym. 2014). Suomessa ihmisperäisiä VOC-päästöjä tilastoitiin vuonna Gg, joista noin 53 % oli peräisin energiantuotannosta, 20 % liikenteestä ja 26 % teollisuusprosesseista ja liuotinten käytöstä (Suomen ympäristökeskus 2015). Suomen VOC-pitoisuus on matalimmillaan keväisin, jolloin valokemialliset reaktiot tehostuvat mutta kasvillisuuden päästöt ovat yhä vähäisiä. (Hellén ym. 2012). Talvella pitoisuudet ovat korkeat, sillä valokemiallinen muutunta on vähäistä. Myös ilman sekoittuminen on talvisin hitaampaa kuin muulloin, joten pitoisuudet laimenevat hitaammin (Patokoski ym. 2014). Talvipitoisuuksia kasvattavat myös autojen kylmäkäynnistysten päästöt ja puun pienpoltto (Héllen ym. 2012).

14 14 Helsingin VOC-pitoisuudet ovat olleet korkeammat kuin asuinalueella (Järvenpää, Hellén ym. 2006) tai maaseudulla (Hyytiälä, Patokoski ym. 2014). Eri päästölähteiden merkitys vaihtelee alueittain. Esimerkiksi liikenne on Helsingissä merkittävämpi lähde kuin asuinalueilla (Patokoski ym. 2014). Pohjoismaissa puun poltto asuinalueilla aiheuttaa huomattavia päästöjä: esimerkiksi Järvenpäässä ( ) se muodosti 10 % kokonaispitoisuudesta (Hellén ym. 2006). Sen on huomattu olevan yksi tärkeimmistä VOC-lähteistä myös Helsingissä (Hellén ym. 2012). Eri lähteiden VOC-päästöt ovat koostumukseltaan erilaisia (taulukko 1). Esimerkiksi liikenteen päästössä aromaattiset yhdisteet muodostavat suurimman yhdisteryhmän, ja myös alkaanit ovat yleisiä. Puun polton VOC-päästössä puolestaan suurimmassa osassa ovat alkeenit ja karbonyylit (Hellén ym. 2006). Myös perinteisillä biogeenisillä VOC:eilla on antropogeenisia lähteitä: esimerkiksi liikenteestä syntyy isopreeniä ja monoterpeeniä, joiden pitoisuuksista suurin osa voi talvisin olla peräisin ihmisen toiminnasta (Hellén ym. 2012). Taulukko 1. Joidenkin päästölähteiden VOC-päästön koostumus (Hellén ym. 2006). Aromaattiset Biogeeniset Halogenoidut Lähde Alkaanit Alkeenit Alkyynit Karbonyylit hiilivedyt hiilivedyt hiilivedyt Liikenne 28,3 % 12,1 % 4,1 % 36,2 % 0,2 % 0,0 % 11,4 % Puun poltto 9,9 % 31,9 % 18,1 % 10,0 % 0,1 % 0,4 % 28,6 % Biogeeniset 0 % 0 % 0 % 0 % 100 % 0 % 0 % Kaukokulkeuma, talvi Kaukokulkeuma touko- ja syyskuu 53,8 % 2,5 % 2,7 % 4,8 % 0,0 % 28,9 % 3,5 % 38,4 % 5,7 % 3,1 % 6,3 % 0,2 % 34,7 % 7,1 % Pitkäikäiset yhdisteet pystyvät kulkeutumaan kauas, joten niiden pitoisuudet ehtivät tasautumaan ilmakehässä. Suomessa paikalliset VOC-päästöt ovat usein pieniä ja pitoisuudet matalia, joten kaukokulkeuman suhteellinen osuus on huomattava. Nämä päästöt aiheuttavat kaikkialla samankaltaista altistusta. Tällaisia pitkäikäisiä yhdisteitä ovat esimerkiksi osa alkaaneista ja alkyyneistä, joiden pitoisuuksista suurin osa voi Suomessa johtua kaukokulkeumasta (Hellén ym. 2006). Hyytiälässä 2007 mitatuista hapettuneista VOC:eista suurin osa oli kulkeutunut Länsi-Venäjältä ja Itä-Euroopasta. Kulkeutuneiden aromaattisten yhdisteiden määrä oli liikenteen päästöjen paikallisesti aiheuttamaa VOC-pitoisuutta vastaava (Patokoski ym. 2014).

15 15 Yhdisteiden sekoittuminen riippuu ilmakehän eri osien sekoittumisnopeudesta. Maan pinnan läheisessä, noin 0,5 2 km korkeuteen jatkuvassa rajakerroksessa VOC:eja sekoittava turbulenssi johtuu pinnanmuodoista, lämpötilaerojen aiheuttamasta nosteesta ja tuulista (Seinfeld ja Pandis 2006). Rajakerroksesta yhdisteet voivat liikkua ylempään troposfääriin noin 1 2 päivässä. Pohjoisen tai eteläisen pallonpuoliskon kiertämiseen kuluu kahdesta viikosta noin kuukauteen. Pallonpuoliskojen väliseen siirtymiseen menee noin vuosi, sillä päiväntasaajalla sijaitseva pasaatituulten kohtausvyöhyke rajoittaa liikkumista. Stratosfääriin siirtymiseen kuluu 4 6 vuotta. Näiden rajojen yli pääsevät vain yhdisteet, joiden elinikä on näitä sekoitusaikoja pidempi. (Koppman 2008) Kaikkia ilmakehän sisältämiä VOC:eja ei vielä tunneta. Tuntemattomien yhdisteiden yhteisvaikutus esimerkiksi otsonin tai sekundäärisen orgaanisen aerosolin muodostuksessa voi olla huomattava, mutta niitä ei toistaiseksi ole otettu huomioon ilmakehämalleissa (Park ym. 2013) Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden reaktiot ilmakehässä Haihtuvat orgaaniset yhdisteet reagoivat ilmakehässä sekä kaasu- että hiukkasfaasin yhdisteiden kanssa. Nämä reaktiot jatkuvat kunnes yhdisteet ovat joko muuttuneet inertiksi hiilidioksidiksi, depositoituneet pinnoille tai muuntuneet hiukkasiksi (Atkison ja Arey 2003). Ikääntyminen muuttaa päästön koostumusta, kun olemassa olevien ja hajoamisessa syntyvien yhdisteiden pitoisuudet muuttuvat (Goldstein ja Galbally 2007). Yhdisteen elinikään ilmakehässä (taulukko 2) vaikuttavat sen kemiallinen rakenne, siihen kohdistuvan säteilyn tehokkuus sekä ilmassa olevien hajottavien yhdisteiden pitoisuus. Tärkein muutoksia aiheuttava yhdiste on hydroksyyliradikaali (OH ). Sen lisäksi otsoni (O 3 ) ja nitraattiradikaali (NO 3 ) ikäännyttävät VOC:eja (Seinfeld ja Pandis 2006). Yhdisteet myös osallistuvat otsonin tuotantoon. Alkuperäisesti hyvin haihtuvan yhdisteen haihtuvuus voi heiketä ikääntymisprosessin aikana. Ikääntymistuotteet muodostavat lisää orgaanisia hiukkasia, ja olemassa olevien hiukkasten koostumus ja käyttäytyminen muuttuvat. Orgaanisten aerosolihiukkasten ikääntymistä käsitellään tarkemmin luvussa Pienetkin erot rakenteessa voivat vaikuttaa yhdisteen ilmakehäreaktioissa syntyvien hapetustuotteiden jatkoreaktioihin, sekundääristen orgaanisten aerosolihiukkasten (SOA) muodostukseen ja kaasu-hiukkasjakautumiseen. Kuitenkin vain yksinkertaisimpien yhdisteiden ja joidenkin isompien yhdisteiden, kuten isopreenin ja aromaattisten yhdisteiden,

16 16 hajoamisessa tapahtuvia reaktioita on tutkittu tarkemmin. Useimpien VOC:ien reaktioita ei tunneta, vaan niiden ikääntymisen tarkastelussa on turvauduttava tunnettujen yhdisteiden reaktioketjuihin. (Hallquist ym. 2009) Taulukko 2. Esimerkkejä eri yhdisteryhmistä ja niiden elinikiä eri reaktioiden suhteen (Atkinson 2000). Yhdisteryhmä Alkaanit Alkeenit Aromaattiset Yhdiste Elinikä, eri reaktioiden osalta OH NO 3 O 3 hv Propaani 10 pv n. 7 v > 4500 v Butaani 4,7 pv 2,8 v > 4500 v Eteeni 1,4 pv 225 pv 10 pv Propeeni 5,3 h 4,9 pv 1,6 pv Bentseeni 9,4 pv >4 v >4,5 v Tolueeni 1,9 pv 1,9 v >4,5 v m-ksyleeni 5,9 h 200 pv >4,5 v 1,2,4-trimetyylibentseeni 4,3 h 26 pv >4,5 v Alkoholit Metanoli 12 pv 1 v Aldehydit Ketonit Biogeeniset Formaldehydi 1,2 pv 80 pv >4,5 v 4 h Asetaldehydi 8,8 h 17 pv >4,5 v 6 pv Butanaali 5,9 h Bentsaldehydi 11 h 18 pv Metakryylialdehydi 4,1 h 11 pv 15 pv n. 1pv Metyylietyyliketoni 10 pv 4 pv Metyylivinyyliketoni 6,8 h >385 pv 3,6 pv n. 2 pv Asetoni 53 pv >11 v 60 pv Isopreeni 1,4 h 50 min 1,3 pv Terpeenit -pineeni 2,6 h 5 min 4,6 h Limonene 50 min 3 min 2,0 h VOC:t voivat poistua ilmakehästä myös märkädepositiona sateen mukana tai kuivadepositiona pinnoille tai hiukkasiin. Deposition merkitys tunnetaan huonosti, mutta sen on arvioitu poistavan noin 9 20 % ilmaan siirtyvistä VOC:eista (Goldstein ja Galbally 2007). Kuivadeposition merkitys on hapetusreaktioita pienempi, mutta niiden huomioitta jättäminen vähentää mallien tarkkuutta. Meksikossa deposition huomioon ottaminen aiheutti alle 5 % vähennyksen malleissa arvioituun SOA:n tuotantoon (Hodzic ym. 2013). Euroopassa etenkin BVOC:ien depositio voi olla merkittävä ja aiheuttaa jopa 30 % vähennyksen SOA:n määrässä. AVOC:t kulkeutuvat rajakerroksen sisällä, ja niiden deposoitumisen aiheuttamaksi

17 17 häviöksi arvioitiin vain noin 4 7 % muutoin mallinnetusta SOA:sta. Deposition merkitys on suurempi öisin (Bessagnet ym. 2010) Hydroksyyliradikaalin reaktiot Hydroksyyliradikaalit (OH-radikaalit) ovat ilmakehän pääasiallisia hapettajia ja reagoivat lähes kaikkien orgaanisten yhdisteiden kanssa. OH-radikaalipitoisuuteen vaikuttavat esimerkiksi NO x -, CO-, hiilivety-, otsoni-, ja vesipitoisuudet sekä UV-säteilyn voimakkuus. (Atkinson 2000). OH-radikaaleja syntyy ensisijaisesti kun ilmakehän otsonin fotolyysissä syntyneet, virittyneet happiatomit reagoivat vesimolekyylien kanssa. (Seinfeld ja Pandis 2006) + (1) + 2 (2) Hydroksyyliradikaalit reagoivat sekä VOC:ien että NO x :n kanssa. Kun NO x -pitoisuus on korkea, radikaalit kuluvat reaktioissa sen kanssa. Korkea VOC/NO x -suhde johtaa VOC:ien hapettumiseen ja usein uuden OH-radikaalin syntyyn. Esimerkiksi VOC:ien hajotusreaktioissa usein syntyvät hydroperoksyyliradikaalit reagoivat herkästi typpimonoksidin kanssa, jolloin muodostuu typpidioksidia ja OH-radikaaleja. (Seinfeld ja Pandis 2006) Öisin typpidioksidista ja vedestä muodostuu typpihapoketta (HONO), joka fotolysoituu päivän alkaessa. Tuotteina ovat typpimonoksidi (NO) ja hydroksyyliradikaali (Seinfeld ja Pandis 2006). Kaupungeissa HONO:n hajoaminen voi olla merkittävin OH-lähde (IPCC 2007). OH-radikaaleja syntyy myös karbonyylien fotolyysissä ja alkeenien otsonolyysissä (Monks 2005). OH-radikaalien tuotanto riippuu olennaisesti säteilystä, joten sen pitoisuudet ovat korkeimmat kesällä päivien aikana ja vastaavasti pienimmät talviöisin (Koppman 2008). OH-pitoisuudet ovat korkeimmat tropiikissa, sillä siellä säteilyn tulokulma on pienin, ilmankosteus korkein ja stratosfäärin otsonikerros ohuimmillaan (Lelieveld ym. 2004). Hydroksyyliradikaalit voivat aiheuttaa VOC:ssä kahdenlaisia muutoksia: vetyatomin abstraktion (3) tai hydroksyyliryhmän addition kaksoissidokseen (kuva 1). + + (3)

18 18 Irrotusreaktiossa yhdisteestä irtoaa yleensä yhdisteessä heikoiten sidoksissa oleva vety. Kuva 1. Isopreenin ja OH-radikaalin additioreaktio hapen läsnä ollessa. Tuloksena voi olla kahdeksaa erilaista hydroksiperoksidiradikaalia (Carlton ym. 2009). Additioreaktio on pääväylä monien kaksoissidoksellisten yhdisteiden, kuten isopreenin, ikääntymisessä. 90 % hydroksyyliradikaalien ja aromaattisen yhdisteiden reaktioista on additioreaktioita (kuva 2). Lopuissa 10 % tapahtuu vedyn abstraktio ja jatkoreaktioiden lopputuloksena on pääasiassa aromaattisia aldehydejä ja HO 2 :ta (Dusek 2000). Kuva 2. Aromaattisen yhdisteen ja hydroksyyliradikaalin reaktiossa tapahtuvat additio ja abstraktio (Dusek 2000). Additio voi tapahtua jokaiseen kaksoissidokseen, joten esimerkiksi isopreenillä on neljä hiiltä joihin OH-radikaali voi liittyä ja näin ollen myös useita mahdollisia reaktiotuotteita (kuva 1). Myös aromaattisilla yhdisteillä vaihtoehtoisia paikkoja on useita, ja yleisin reaktiokohta on metyylisubstituentin viereinen hiili (orto-asema). Reaktion synnyttämä radikaali voi

19 19 fragmentoitua tai synnyttää jatkoreaktioissa uusia tuotteita. Esimerkiksi tolueenin OHreaktioista syntyviä tuotteita ovat glyoksaali ja metyyliglyoksaali. (Andino ym. 1996) OH-radikaalin ja VOC:n reaktioissa syntyvien reaktiivisten tuotteiden jatkoreaktiot voivat tapahtua hyvin nopeasti. Muodostuvien peroksiradikaalien (ROO ) ja alkoksiradikaalien (RO ) jatkoreaktiot ja koko ikääntymisketjun lopputuotteet ovat vahvasti riippuvaisia NO x /HO 2 -suhteesta. Korkeassa NO x -pitoisuudessa ROO muodostaa joko RO :ta tai orgaanisia nitraatteja ja peroksinitraatteja, kuten PAN-yhdisteitä. Alkoksiradikaalin reaktioissa syntyy karbonyylejä ja hydroksykarbonyylejä. Matalassa NO x -pitoisuudessa reaktiot muiden radikaalien kanssa korostuvat, ja tuotteita ovat hydroperoksidit, karbonyylit, hydroksykarbonyylit ja alkoholit. (Hallquist ym. 2009) Otsonin reaktiot Suurin osa troposfäärin otsonista on muodostunut NO x :n ja VOC:ien valokemiallisista reaktioista (kuva 3). Pitoisuudet ovat suuria etenkin alueilla, joilla ihmisten toiminta on lisännyt VOC- ja NO x -päästöjä. Säteilyn määrä vaikuttaa otsonin muodostumiseen, ja sen pitoisuudet ovat suurimpia kesäisin (Lelieveld ym. 2000). Kuva 3. Otsonin muodostuminen ilmakehässä (A) ilman VOC:eja ja (B) VOC:ien kanssa (Atkinson 2000). Yksittäisen VOC:n osallistuminen otsoninmuodostukseen riippuu siitä, kuinka nopeasti se reagoi hydroksyyliradikaalien kanssa: eniten vaikutusta on nopeasti reagoivilla alkeeneilla ja

20 20 aldehydeillä. Reaktion aloittamasta radikaalien kierrosta syntyy NO 2 :ta, joka fotolysoituu nopeasti otsoniksi. (Atkinson ym. 2000) + (4) Osa otsonista on kulkeutunut stratosfääristä, jossa sijaitsee 90 % kaikesta ilmakehän otsonista. Kulkeutumisen merkitys on suuri etenkin silloin, kun valokemia on hidastunut, esimerkiksi talvisin. Osa otsonista on muodostunut myös muiden reittien kautta, kuten salamoinnin ja maankäytön seurauksena. (Lelieveld ym. 2000) OH-radikaalit reagoivat sekä VOC:ien että NO x :n kanssa, ja otsonin määrä riippuu näiden suhteesta. Kun NO x -pitoisuus on korkea, tuotanto on riippuvainen VOC:n määrästä, ja vastaavasti matalassa NO x -pitoisuudessa NO x :n nousu lisää myös O 3 -määrää (Seinfeld ja Pandis 2006). Otsoni reagoi vain alkeenien, dieenien ja kaksoissidoksen sisältävien hapettuneiden hiilivetyjen kanssa, sillä se reagoi VOC:ien kaksoissidosten kanssa. Alkeenien otsonolyysissä (kuva 4) muodostuu nopeasti hajoavan otsonidi-välituotteen kautta karbonyylejä ja ilman puhdistajina tunnettuja Criegeen radikaaleja (Criegee intermediate, CI). Otsonin additio aromaattiseen yhdisteeseen voi tapahtua minkä tahansa kaksoissidoksen päähän. (Seinfeld ja Pandis 2006) Kuva 4. Alkeenin reaktio otsonin kanssa. Reaktio voi seurata kahta reaktioväylää, joiden kautta syntyy kahdenlaisia karbonyylejä ja Criegeen radikaaleja (mukailtu Monks 2005).

21 Nitraattiradikaalin reaktiot Nitraattiradikaali syntyy, kun typpidioksidi hapettuu reaktiossa otsonin kanssa. + + (5) NO 3 fotolysoituu nopeasti, noin viidessä sekunnissa. + < 700 (6a) + < 580 (6b) NO 3 myös reagoi nopeasti NO:n kanssa tuottaen NO 2 :ta. + 2 (7) (Vrekoussis ym. 2004, Seinfeld ja Pandis 2006) Nitraattiradikaalin aiheuttamat reaktiot vastaavat hydroksyyliradikaalireaktioita: alkaaneille tapahtuu vedyn abstraktio, ja kaksoissidoksellisille yhdisteille NO 3 :n additio. Esimerkiksi alkeeneista syntyy reaktiossa nitroksialkyyliradikaaleja (RONO 2 ), jotka jatkavat reagointia NO:n, otsonin, HO x :n ja NO 3 :n kanssa. Ilmakehän oloissa pääosassa on jatkoreaktio hapen kanssa, jolloin syntyy nitro-oksialkyyliperoksiradikaaleja (RONO 3 O 2 ). (Atkinson ja Arey 2003) NO3:n additio tapahtuu esimerkiksi isopreeniin, jolloin muodostuu nitro-oksialkyyliperoksiradikaali (Zhao ja Zhang 2007): + (8) + (9) NO 3 :n aiheuttamat muutokset ovat vielä huonosti tunnettuja. (Hallquist ym. 2009). Sen tiedetään kuitenkin esimerkiksi liittyvän furaaneihin (Zhang ym. 2008). Se myös hajottaa tehokkaasti ilmakehässä esimerkiksi aromaattisista yhdisteistä syntyviä fenoleita, vaikka useimmat VOC:t reagoivat NO 3 :n kanssa hitaammin kuin OH-radikaalin. NO 3 :n merkitys hapettajana korostuu öisin, kun fotolyysiä ei tapahdu (Atkinson ja Arey 2003) Fotolyysin aiheuttamat muutokset Säteilyn aiheuttaman fotolyysin kautta hajoavat suoraan vain jotkut hapettuneet orgaaniset yhdisteet. Stratosfäärin happi ja otsoni ovat absorboineet valosta alle 290 nm aallonpituudet ennen säteilyn pääsyä troposfääriin, joten fotolyysin kautta hajotakseen yhdisteen on absorboitava tätä pidempiä aallonpituuksia (Atkinson ja Arey 2003).

22 22 Fotolysoituvia yhdisteitä löytyy aldehydeistä, ketoneista, orgaanisista peroksideista ja orgaanisista nitraateista. Aldehydeistä formaldehydi hajoaa pääasiallisesti fotolyysin kautta, jolloin muodostuu OH-radikaaleja. Loput aldehydit reagoivat pääasiassa hydroksyyliradikaalin kanssa. Ketoneista asetoni ja 2-butanoni hajoavat yhtä tehokkaasti fotolyysin kuin hydroksyyliradikaalin kanssa. Muille ketoneille radikaalireaktiot ovat merkittävämpiä hajottajia. (Seinfeld ja Pandis 2006) Fotolyysi on tärkeä jatkoreaktio monille muiden reaktioväylien kautta syntyneille hapettuneille yhdisteille, kuten isopreenin hajotustuotteista syntyneille karbonyylinitraateille (Müller ym. 2014). Säteilyn merkitys muun muassa NO 3 :n hajotuksessa ja hydroksyyliradikaalien syntyprosessissa tekee siitä olennaisen osan ilmakehän kemiaa Orgaaninen aerosoli ilmakehässä Ilmakehän orgaaniset aerosolihiukkaset (OA) koostuvat primäärisistä orgaanisista aerosolihiukkasista (POA), jotka ovat peräisin suoraan päästölähteestä, ja sekundäärisistä orgaanisista aerosolihiukkasista (SOA), joita syntyy ilmakehässä kemiallisten reaktioiden ja kaasu-hiukkasmuuntuman kautta. Euroopan kaupunkialueilla orgaaninen aines muodostaa % PM 2.5 :stä (Putaud ym. 2010), mutta tropiikissa OA:n osuus voi olla jopa 90 % kaikesta hiukkasmaisesta aerosolista (Kanakidou ym. 2005). Orgaanisen aineksen koostumusta ei tunneta täysin, ja tuntemattoman, useita yhdisteistä koostuvan osan merkitys voi olla tärkeä (Goldstein ja Galbally 2007, Park ym. 2013). Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden ikääntyminen ilmakehässä sekä synnyttää uusia hiukkasia että kasvattaa ja muuttaa olemassa olevaa aerosolia. Yhdisteen jakautuminen hiukkas- ja kaasufaasin välillä riippuu höyrynpaineesta: mitä korkeampi höyrynpaine on, sitä suurempi osa yhdisteestä on kaasufaasissa. Kuitenkin myös höyrynpaineeltaan matalammat yhdisteet jakautuvat osaksi kaasu-, osaksi hiukkasfaasiin. Muutokset höyrynpaineessa johtavat yhdisteen haihtumiseen tai tiivistymiseen hiukkasfaasiin ja pinnoille. (Seinfeld ja Pandis 2006) Ikääntyminen vaikuttaa myös POA:iin. OA koostuu yleensä osittain haihtuvista yhdisteistä, ja päästön laimentuessa hiukkasfaasin puolihaihtuvat yhdisteet voivat haihtua. Nämä haihtuneet yhdisteet jatkavat ikääntymistä ilmakehässä, ja voivat lopulta tuottaa SOA:a enemmän kuin mitä yhdisteiden alkuperäinen hiukkasmassa oli. (Robinson ym. 2007)

23 23 Orgaaniset yhdisteet voivat reagoida myös hiukkasten pinnoilla tai sisällä. Pintareaktioissa hiukkasten hygroskooppisuus yleensä kasvaa (Jimenez ym. 2009). Reaktioissa voi syntyä uusia reaktiivisia ryhmiä, kuten terveydelle haitallista reaktiivisia happiyhdisteitä (reactive oxygen species, ROS) (Shen ym. 2013). Hiukkasfaasin sisällä reagoivista ja puolihaihtuvista yhdisteistä syntyy yhdisteitä, jotka voivat olla joko hapettuneita ja entistä pysyvämpiä, tai aiempaa haihtuvampia, jolloin ne voivat siirtyä kaasufaasiin. Ilmakehän oloissa suurin osa POA:sta haihtuu ikääntymisen aikana (Robinson ym. 2007). Ikääntymisen merkitys aerosolin koostumukseen riippuu esimerkiksi vuodenajasta ja päästölähteistä. Kesällä SOA:n on huomattu dominoivan ympäristön OA-pitoisuutta (Robinson ym. 2007). Talvella valokemiallisia ikääntymisreaktioita tapahtuu vähemmän, mikä vähentää myös SOA:n suhteellista osuutta päästöstä (Koppman 2008). SOA:n määrä on usein aliarvioitu, ja sen todellinen määrä ilmakehässä voi olla huomattavasti mallien antamia pitoisuuksia suurempi (Zhang ym. 2007, Volkamer ym. 2006). Hapettuneet orgaaniset aerosolihiukkaset (oxygenated organic aerosol, OOA) ovat suurimmaksi osaksi sekundääristä. Sen osuus kasvaa siirryttäessä kauemmas päästölähteistä: kaupunkialueella OOA:n osuudeksi on mitattu 65 %, päästölähteistä kauempana sijaitsevalla maaseudulla 95 % (Zhang ym. 2007). Orgaaninen aerosoli muuttuu jatkuvasti hapettuneemmaksi ja vähemmän haihtuvaksi. Hapettuneisuuden kasvaessa myös aerosolin hygroskooppisuus kasvaa. Kosteutta imevät hiukkaset kasvavat nopeammin ja heijastavat enemmän säteilyä sekä toimivat useammin pilven tiivistymisytimenä (Jimenez ym. 2009). Toisaalta SOA:n muodostuminen voi lisätä mustan hiilen absorptiokykyä (Volkamer ym. 2006). Ikääntyneet aerosolihiukkaset on myös alkuperäistä POA:a tiheämpää (Hallquist ym. 2009) Sekundäärisen orgaanisen aerosolin muodostuminen Periaatteessa kaikilla VOC:eilla on kyky osallistua SOA-muodostukseen. Aerosolihiukkasten muodostamiseksi VOC:ien pitää kuitenkin synnyttää nopeasti tuotteita, joiden höyrynpaineet ovat riittävän matalia ja joiden pitoisuudet nousevat riittävän korkeiksi (Seinfeld ja Pandis 2006). Suurin osa VOC:eista on kuitenkin SOA-muodostajina tehottomia (Hallquist ym. 2009). Esimerkiksi pienimpien yhdisteiden, kuten lyhyiden alkaanien ja alkeenien, kohdalla muodostusta ei käytännössä tapahdu ollenkaan, sillä reaktioiden lopputuotteet ovat hyvin haihtuvia (Seinfeld ja Pandis 2006).

24 24 VOC:ien valokemialliset reaktiot tuottavat tyypillisesti useita lopputuotteita, joista osa voi jatkaa reagoimista kaasuina osan tiivistyessä madaltuneen höyrynpaineen vuoksi (Seinfield ja Pandis 2006). Hapettuminen vähentää yhdisteen haihtuvuutta, jos siihen yhdistyy reaktiossa polaarinen ryhmä, kuten hydroksyyli- tai karbonyyliryhmä (Goldstein ja Galbally 2007). Haihtuvuus voi myös kasvaa, jos yhdisteessä katkeaa hiili-hiili-sidos. Hiiliketjun katkeaminen tapahtuu esimerkiksi epäsyklisten ja eksosyklisten alkeenien otsonolyysissä (Kroll ja Seinfeld 2008). Jos lähtöaineita on tarpeeksi, tuotteiden pitoisuudet voivat ylittää kyllästyspisteen ja yhdisteet tiivistyvät suoraan hiukkasfaasiin. Tuotteet voivat tuottaa SOA:a myös reagoimalla olemassa olevan OA:n kanssa, jolloin syntyvien aerosolihiukkasten määrä riippuu olemassa olevan OA:n massapitoisuudesta ja yhdisteiden höyrynpaineesta. POA:n merkitystä SOA:n syntyyn lisää orgaanisten yhdisteiden taipumus liueta orgaanisiin hiukkasiin. Liukoisten yhdisteiden jakautuminen riippuu myös ilmankosteudesta. (Seinfeld ja Pandis 2006) VOC:ien SOA-tuottoa voidaan pelkistetysti arvioida esimerkiksi 2p-mallilla (two product model, Odum ym. 1996), jossa yhdisteestä oletetaan reaktiossa syntyvän kahta päätuotetta. (10) Reaktiossa syntyvän SOA:n määrä riippuu näiden reaktiotuotteiden haihtuvuudesta ja olemassa olevasta hiukkasmassasta (M 0 ). Yhdisteen SOA-tuoton osuus (Y) kertoo, paljonko orgaanisen aineen reagoinut osa (ROG, reactive organic gas) aiheuttaa lisäystä SOAmassaan. Tuottoon vaikuttavat tuotteiden stoikiometriset kertoimet ( 1 ja 2 ), jotka kertovat syntyneiden yhdisteiden osuuden reaktiotuotteissa. Tuotteiden jakautumiskertoimet (K 1 ja K 2 ) kertovat niiden jakautumisesta kaasu- ja hiukkasfaasin välillä. = = ( + ) (11) Joitakin tunnettuja lähtöaineita ja niiden SOA-muodostukseen liittyviä parametreja on esitetty taulukossa 3. Mittauksista saadut parametrit vaihtelevat, sillä todellisuudessa yhdisteiden ilmakehäreaktioihin ja SOA:n muodostukseen vaikuttavat hiukkasmassapitoisuuden lisäksi myös muun muassa lämpötila ja muun päästön koostumus. SOA-muodostukseen vaikuttaa esimerkiksi ilman NO x -pitoisuus. Aromaattiset yhdisteet tuottavat enemmän SOA:a, jos ne syntyvät kauempana NO x -lähteistä tai ovat tarpeeksi pitkäikäisiä kulkeutuakseen alueelle, jossa NO x -pitoisuus on alhainen (Henze ym. 2008).

25 25 Tämä lisää esimerkiksi biomassan polton merkitystä lähteenä ja pitkäikäisen bentseenin merkitystä lähtöaineena. Suurin osa NO x :sta on peräisin liikenteestä ja teollisuudesta, jotka ovat myös merkittäviä AVOC-lähteitä (IPCC 2007). Taulukko 3. Tunnettuja SOA-lähtöaineita ja niille esitettyjä SOA-muodostusparametrejä. Yhdiste 1 K 1 2 K 2 lähde Isopreeni matala NO x 0,28 0,0044 0,032 0,93 korkea NOx 0,154 0,002 Carlton ym pineeni 0,038 0,171 0,326 0,004 Dusek pineeni 0,13 0,044 0,406 0,0049 Dusek 2000 Bentseeni matala NO x 0,37 korkea NOx 0,072 3,315 0,888 0,009 Ng ym Tolueeni matala NO x 0,36 korkea NOx 0,058 0,43 0,113 0,047 Ng ym m-ksyleeni matala NO x 0,3 korkea NOx 0,031 0,761 0,09 0,029 Ng ym Vain osa SOA:sta on selitettävissä tunnetuilla lähtöaineilla. Robinson ym. (2007) mittasivat dieselpakokaasun muodostamaa SOA:a, josta vain 15 % oli peräisin tunnetuista lähtöaineista. Tästä määrästä 90 % oli peräisin kevyistä aromaattisista yhdisteistä. Myös tunnettujen lähtöaineiden SOA-muodostuspotentiaalia ja pitoisuuksia ilmakehässä on voitu aliarvioida: esimerkiksi ASOA:n määrä lienee todellisuudessa selvästi mittauksiin perustuvia arvioita korkeampi (Volkamer ym. 2006). Esimerkiksi puun pienpolton päästöjen arviointi on vaikeaa useiden hajalähteiden ja erilaisten käyttötapojen vuoksi (Hellén ym. 2006). Perinteisiä antropogeenisia lähtöaineita ovat aromaattiset yhdisteet, kuten bentseeni, tolueeni ja ksyleeni. Vaikka aromaattiset yhdisteet ovat parhaiten tunnettuja lähtöaineita, ei niiden kaikkia vaikutustapoja tunneta, ja todellinen vaikutus lienee arvioitua suurempi (Henze ym. 2008). Vain noin puolet aromaattisten yhdisteiden häviöstä pystytään selittämään malleilla, ja hajoamisreaktiossa syntyvien yhdisteiden hapetusreaktiot ovat yhä tuntemattomia (Hallquist 2009). Biogeenisten ja antropogeenisten lähtöaineiden osuutta orgaanisessa aerosolissa voidaan mitata radiohiili-iänmäärityksen avulla. Kasviperäisen hiilen osuus SOA:sta (ilman puunpolton päästöjä) on fossiilisen hiilen osuutta suurempi jopa kaupunkialueilla (Kroll 2008). Noin 90 % maailman SOA:sta on peräisin BVOC:eista, kuten SOA:a tehokkaasti tuottavista monoterpeeneistä (Henze ym. 2008). Isopreenin korkea pitoisuus ilmakehässä

26 26 tekee siitä merkittävän SOA-lähtöaineen, vaikka sen tuottosuhde on pieni (Carlton ym. 2009). Sen on arvioitu tuottavan jopa puolet maailman SOA:sta (Seinfeld ja Pandis 2006). Isopreenin merkitys oli kuitenkin pitkään huomioimatta, sillä isopreenin ensimmäiset hapetustuotteet eivät muodosta suoraan SOA:a (Henze ja Seinfeld 2006). Paikallisesti AVOC:ien osuus aerosolihiukkasten muodostuksessa voi olla BVOC:eja isompi. Euroopassa AVOC:t ovat tärkeitä talvisin, mutta kesällä BVOC:ien merkitys kasvaa. Antropogeenisten lähteiden merkitystä SOA-muodostuksessa lisää se, että ne tehostavat BVOC:ien SOA-tuotantoa (Volkamer ym 2006). Myös BSOA:n haihtuvuus heikkenee ja elinikä kasvaa, jos ilmassa on myös ASOA:a (Emanuelsson ym. 2013).

27 27 3. TAVOITTEET Pro Gradu työn tavoitteena on selvittää puun pienpoltossa syntyvien haihtuvien orgaanisten yhdisteiden muutuntaa sekä valokemiallisen ikääntymisen että pimeäikääntymisen aikana. Tutkimuksessa päästön ikääntymistä arvioidaan olosuhteiltaan hallittavissa olevan muutuntakammion avulla. Kammiossa tapahtuvat muutokset mitataan jatkuvatoimisella, protoninsiirtoreaktioon perustuvalla mittalaitteella (PTR-TOF-MS), joka mahdollistaa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksissa tapahtuvien muutosten seuraamisen ikääntymisen aikana. Tutkimuksen tavoitteena on 1) selvittää puun palamisessa muodostuvan haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästön koostumusta protoninsiirtoreaktioon perustuvalla mittalaitteella muutuntakammiosta kerätyn datan avulla 2) tarkastella päästön käyttäytymistä pimeäikääntymisen aikana analysoimalla pimeään muutuntakammioon lisätyn otsonin vaikutusta haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksiin 3) tarkastella päästön käyttäytymistä valokemiallisen ikääntymisen aikana analysoimalla alailmakehän UV-A säteilyspektriä vastaavan säteilyn vaikutusta haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksiin 4) tarkastella ilmakehässä öisin muodostuvan typpihapokkeen merkitystä haihtuvien orgaanisten yhdisteiden ikääntymisessä analysoimalla UV-säteilyaltistusta edeltävän typpihapokelisäyksen vaikutusta haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksien muutoksiin.

Puun pienpolton päästöjen muutunta ilmakehässä. Pienpolttoseminaari, Kuopio,

Puun pienpolton päästöjen muutunta ilmakehässä. Pienpolttoseminaari, Kuopio, Puun pienpolton päästöjen muutunta ilmakehässä Pienpoltto tuottaa merkittävän määrän päästöjä ilmakehään. Suomessa 40 % pienhiukkaspäästöistä (PM2.5) 55 % ilmastoa lämmittävistä mustahiilipäästöistä Yli

Lisätiedot

Liikenteen ympäristövaikutuksia

Liikenteen ympäristövaikutuksia Liikenteen ympäristövaikutuksia pakokaasupäästöt (CO, HC, NO x, N 2 O, hiukkaset, SO x, CO 2 ) terveys ja hyvinvointi, biodiversiteetti, ilmasto pöly terveys ja hyvinvointi, biodiversiteetti melu, tärinä

Lisätiedot

Tuoretta tietoa ulkoilman pienhiukkasista. Dos. Hilkka Timonen et al., Ilmatieteen laitos, Pienhiukkastutkimus

Tuoretta tietoa ulkoilman pienhiukkasista. Dos. Hilkka Timonen et al., Ilmatieteen laitos, Pienhiukkastutkimus Tuoretta tietoa ulkoilman pienhiukkasista Dos. Hilkka Timonen et al., Ilmatieteen laitos, Pienhiukkastutkimus Ulkoilman pienhiukkasten terveysvaikutukset Pienhiukkaset ovat haitallisin ympäristöaltiste!

Lisätiedot

Nokipäästöt ja niiden kulkeutuminen Arktiselle alueelle

Nokipäästöt ja niiden kulkeutuminen Arktiselle alueelle Nokipäästöt ja niiden kulkeutuminen Arktiselle alueelle Kaarle Kupiainen Erikoistutkija, FT Suomen Ympäristökeskus SYKE Pienpolttoseminaari, Itä-Suomen yliopisto, Kuopio 21.5.2018 Esityksen sisältö Noki,

Lisätiedot

Liikenteen ympäristövaikutuksia

Liikenteen ympäristövaikutuksia Liikenteen ympäristövaikutuksia pakokaasupäästöt (CO, HC, NO x, N 2 O, hiukkaset, SO x, CO 2 ) terveys ja hyvinvointi, biodiversiteetti, ilmasto pöly terveys ja hyvinvointi, biodiversiteetti melu, tärinä

Lisätiedot

TÄYTTÖOHJE KYSELY NMVOC-INVENTAARIOSSA TARVITTAVISTA LIUOTTIMIEN KÄYTTÖ- JA PÄÄSTÖMÄÄRISTÄ MAALIEN, LAKAN, PAINOVÄRIEN YMS.

TÄYTTÖOHJE KYSELY NMVOC-INVENTAARIOSSA TARVITTAVISTA LIUOTTIMIEN KÄYTTÖ- JA PÄÄSTÖMÄÄRISTÄ MAALIEN, LAKAN, PAINOVÄRIEN YMS. TÄYTTÖOHJE KYSELY NMVOC-INVENTAARIOSSA TARVITTAVISTA LIUOTTIMIEN KÄYTTÖ- JA PÄÄSTÖMÄÄRISTÄ MAALIEN, LAKAN, PAINOVÄRIEN YMS. VALMISTAJILLE Suomen ympäristökeskus ylläpitää ympäristöhallinnon ilmapäästötietojärjestelmää,

Lisätiedot

Puun pienpolton p hiukkaspäästöt

Puun pienpolton p hiukkaspäästöt PIENHIUKKAS JA AEROSOLITEKNIIKAN LABORATORIO Puun pienpolton p hiukkaspäästöt Jorma Jokiniemi, Jarkko Tissari, i Heikki Lamberg, Kti Kati Nuutinen, Jarno Ruusunen, Pentti Willman, Mika Ihalainen, Annika

Lisätiedot

Tulisijoilla lämpöä tulevaisuudessakin

Tulisijoilla lämpöä tulevaisuudessakin Tulisijoilla lämpöä tulevaisuudessakin Ympäristöneuvos Maarit Haakana Ympäristöministeriö Puulämmityspäivä 7.2.2018 Helsingin Sanomat 6.1.2018 Pientaloissa poltetaan puuta aiempaa enemmän (Luke ja Tilastokeskus

Lisätiedot

Puupelletit. Biopolttoainepelletin määritelmä (CEN/TS 14588, termi 4.18)

Puupelletit. Biopolttoainepelletin määritelmä (CEN/TS 14588, termi 4.18) www.biohousing.eu.com Kiinteän biopolttoaineen palaminen Saarijärvi 1.11.2007 Aimo Kolsi, VTT 1 Esityksen sisältö Yleisesti puusta polttoaineena Puupelletit Kiinteän biopolttoaineen palaminen Poltto-olosuhteiden

Lisätiedot

Otsonointi sisäympäristöissä tiivistelmä kirjallisuuskatsauksesta

Otsonointi sisäympäristöissä tiivistelmä kirjallisuuskatsauksesta Otsonointi sisäympäristöissä tiivistelmä kirjallisuuskatsauksesta Hanna Leppänen, Matti Peltonen, Martin Täubel, Hannu Komulainen ja Anne Hyvärinen Terveyden ja hyvinvoinnin laitos 24.3.2016 Otsonointi

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KEMIALLISIIN REAKTIOIHIN PERUSTUVA POLTTOAINEEN PALAMINEN Voimalaitoksessa käytetään polttoaineena

Lisätiedot

Maalauksen vaikutus puulaudan sisäilmaemissioihin. Laura Salo Sitowise Oy

Maalauksen vaikutus puulaudan sisäilmaemissioihin. Laura Salo Sitowise Oy Maalauksen vaikutus puulaudan sisäilmaemissioihin Laura Salo Sitowise Oy Sisäilmastoseminaari 218 Tutkimuksen tausta ja tavoitteet Suuri osa sisäilman kemiallisista epäpuhtauksista on peräisin rakennusmateriaaleista

Lisätiedot

Ilman pienhiukkasten ympäristövaikutusten arviointi

Ilman pienhiukkasten ympäristövaikutusten arviointi Ilman pienhiukkasten ympäristövaikutusten arviointi Mikko Savolahti SYKE Pienhiukkasten ympäristövaikutukset Photo: www.theguardian.com Photo: insideclimatenews.org 2 Mitä terveysvaikutuksia ilmansaasteista

Lisätiedot

Bensiiniä voidaan pitää hiilivetynä C8H18, jonka tiheys (NTP) on 0,703 g/ml ja palamislämpö H = kj/mol

Bensiiniä voidaan pitää hiilivetynä C8H18, jonka tiheys (NTP) on 0,703 g/ml ja palamislämpö H = kj/mol Kertaustehtäviä KE3-kurssista Tehtävä 1 Maakaasu on melkein puhdasta metaania. Kuinka suuri tilavuus metaania paloi, kun täydelliseen palamiseen kuluu 3 m 3 ilmaa, jonka lämpötila on 50 C ja paine on 11kPa?

Lisätiedot

Pienhiukkasten ja mustan hiilen lähteet sekä koostumus pääkaupunkiseudulla

Pienhiukkasten ja mustan hiilen lähteet sekä koostumus pääkaupunkiseudulla Pienhiukkasten ja mustan hiilen lähteet sekä koostumus pääkaupunkiseudulla Hilkka Timonen, Sanna Saarikoski, Minna Aurela, Matthew Bloss, Aku Helin, Joel Kuula, Kimmo Teinilä Erikoistutkija Ilmatieteen

Lisätiedot

Luku 3. Ilmakehä suojaa ja suodattaa. Manner 2

Luku 3. Ilmakehä suojaa ja suodattaa. Manner 2 Luku 3 Ilmakehä suojaa ja suodattaa Sisällys Ilmakehä eli atmosfääri Ilmakehän kerrokset Ilmakehä kaasukoostumuksen mukaan Ilmakehä lämpötilan mukaan Säteilytase ja säteilyn absorboituminen Kasvihuoneilmiö

Lisätiedot

Tulisijan oikea sytytys ja lämmitys, kannattaako roskia polttaa sekä pienpolton päästöt, onko niistä haittaa?

Tulisijan oikea sytytys ja lämmitys, kannattaako roskia polttaa sekä pienpolton päästöt, onko niistä haittaa? Tulisijan oikea sytytys ja lämmitys, kannattaako roskia polttaa sekä pienpolton päästöt, onko niistä haittaa? Esityksen sisältö 1. Oikea tapa sytyttää?!? Mistä on kyse? 2. Hiukkaspäästöjen syntyminen 3.

Lisätiedot

FI Moninaisuudessaan yhtenäinen FI B8-0156/28. Tarkistus. Anja Hazekamp, Younous Omarjee GUE/NGL-ryhmän puolesta

FI Moninaisuudessaan yhtenäinen FI B8-0156/28. Tarkistus. Anja Hazekamp, Younous Omarjee GUE/NGL-ryhmän puolesta 11.3.2019 B8-0156/28 28 Johdanto-osan C a kappale (uusi) C a. ottaa huomioon, että sekundääristen hiukkasten muodostuminen on seurausta useista kemiallisista ja fysikaalisista reaktioista, joihin liittyy

Lisätiedot

Ilmansaasteiden haittakustannusmalli Suomelle IHKU

Ilmansaasteiden haittakustannusmalli Suomelle IHKU Ilmansaasteiden haittakustannusmalli Suomelle IHKU Mikko Savolahti SYKE Ilmansuojelupäivät, 23.8.2017 Sisältö Mitä tarkoittaa haittakustannusmalli? Miksi uusi on parempi kuin vanha? Mihin malli sopii ja

Lisätiedot

Boreaalisten metsien käytön kokonaisvaikutus ilmaston

Boreaalisten metsien käytön kokonaisvaikutus ilmaston Boreaalisten metsien käytön kokonaisvaikutus ilmaston lämpenemiseen Lauri Valsta Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta / Metsätieteiden laitos 1.11.2012 1 Maapallon säteilytasapainon osatekijät Radiative

Lisätiedot

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa Törmäysteoria Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa tarpeeksi suurella voimalla ja oikeasta suunnasta. 1 Eksotermisen reaktion energiakaavio E

Lisätiedot

ORGAANINEN KEMIA. = kemian osa-alue, joka tutkii hiilen yhdisteitä KPL 1. HIILI JA RAAKAÖLJY

ORGAANINEN KEMIA. = kemian osa-alue, joka tutkii hiilen yhdisteitä KPL 1. HIILI JA RAAKAÖLJY ORGAANINEN KEMIA = kemian osa-alue, joka tutkii hiilen yhdisteitä KPL 1. HIILI JA RAAKAÖLJY Yleistä hiilestä: - Kaikissa elollisen luonnon yhdisteissä on hiiltä - Hiilen määrä voidaan osoittaa väkevällä

Lisätiedot

KPL1 Hiili ja sen yhdisteet. KPL2 Hiilivedyt

KPL1 Hiili ja sen yhdisteet. KPL2 Hiilivedyt KPL1 Hiili ja sen yhdisteet 1. Mikä on hiilen kemiallinen kaava? C 2. Mitkä ovat hiilen 4 eri esiintymismuotoa? Miten ne eroavat toisistaan? Timantti, grafiitti, fullereeni, nanoputki. Eroavat rakenteelta

Lisätiedot

Pienhiukkasten ulko-sisä-siirtymän mittaaminen. Anni-Mari Pulkkinen, Ympäristöterveyden yksikkö

Pienhiukkasten ulko-sisä-siirtymän mittaaminen. Anni-Mari Pulkkinen, Ympäristöterveyden yksikkö Pienhiukkasten ulko-sisä-siirtymän mittaaminen Anni-Mari Pulkkinen, Ympäristöterveyden yksikkö 11.9.2017 Anni-Mari Pulkkinen 1 Intro: Lisääntyvää näyttöä siitä, että pienhiukkasten lähilähteillä (liikenne,

Lisätiedot

Ilmastonmuutos ja ilmastomallit

Ilmastonmuutos ja ilmastomallit Ilmastonmuutos ja ilmastomallit Jouni Räisänen, Helsingin yliopiston Fysikaalisten tieteiden laitos FORS-iltapäiväseminaari 2.6.2005 Esityksen sisältö Peruskäsitteitä: luonnollinen kasvihuoneilmiö kasvihuoneilmiön

Lisätiedot

Liikennepolttoaineet nyt ja tulevaisuudessa

Liikennepolttoaineet nyt ja tulevaisuudessa Liikennepolttoaineet nyt ja tulevaisuudessa Perinteiset polttoaineet eli Bensiini ja Diesel Kulutus maailmassa n. 4,9 biljoonaa litraa/vuosi. Kasvihuonekaasuista n. 20% liikenteestä. Ajoneuvoja n. 800

Lisätiedot

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus Massaspektrometria IHMISEN JA ELINYMPÄ- RISTÖN KEMIAA, KE2 Määritelmä Massaspektrometria on tekniikka-menetelmä, jota käytetään 1) mitattessa orgaanisen molekyylin molekyylimassaa ja 2) määritettäessä

Lisätiedot

Uusinta tietoa ilmastonmuutoksesta: luonnontieteelliset asiat

Uusinta tietoa ilmastonmuutoksesta: luonnontieteelliset asiat Uusinta tietoa ilmastonmuutoksesta: luonnontieteelliset asiat Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos 3.2.2010 Lähteitä Allison et al. (2009) The Copenhagen Diagnosis (http://www.copenhagendiagnosis.org/)

Lisätiedot

3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA

3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA 3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA TERVEYSVAIKUTUKSET ANTTI VÄISÄNEN Mitä päästöjä 3D-tulostusprosesseissa syntyy? Haihtuvat orgaaniset yhdisteet Eli VOC-yhdisteet (Volatile Organic Compounds) Erittäin laaja

Lisätiedot

Sisä- ja ulkoilman olosuhteet mittausten aikana olivat seuraavat:

Sisä- ja ulkoilman olosuhteet mittausten aikana olivat seuraavat: 1 Sisäilman mikrobit Näytteet otettiin kuusivaihekeräimellä elatusalustoille, jotka olivat 2 % mallasuuteagar homesienille ja tryptoni-hiivauute-glukoosiagar bakteereille ja sädesienille eli aktinomykeeteille.

Lisätiedot

Form 0 att ea79657.xls; 1/67

Form 0 att ea79657.xls; 1/67 Form 0 att04062410534118469ea79657.xls; 1/67 Lomake. ilmanlaadun arvioinnista ja hallinnasta annetun neuvoston direktiivin 96/62/EY, ilmassa olevien rikkidioksidin, typpidioksidin ja typen oksidien, hiukkasten

Lisätiedot

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Markku Saastamoinen, Luke Vihreä teknologia, hevostutkimus Ypäjä HELMET hanke, aluetilaisuus, Jyväskylä 24.1.2017 Johdanto Uusiutuvan energian

Lisätiedot

Mikkelin lukio. Marsissako metaania? Elisa Himanen, Vilma Laitinen, Aatu Ukkonen, Pietari Miettinen, Vesa Sivula Pariisi

Mikkelin lukio. Marsissako metaania? Elisa Himanen, Vilma Laitinen, Aatu Ukkonen, Pietari Miettinen, Vesa Sivula Pariisi Mikkelin lukio Marsissako metaania? Elisa Himanen, Vilma Laitinen, Aatu Ukkonen, Pietari Miettinen, Vesa Sivula Pariisi 7-11.10.2013 Summary in English Methane in Mars? According to the latest researches

Lisätiedot

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Markku Saastamoinen, Luke Vihreä teknologia, hevostutkimus Ypäjä HELMET hanke, aluetilaisuus, Forssa 2.3.2017 Johdanto Uusiutuvan energian

Lisätiedot

Puun käytön lisäys pienlämmityslaitteissa vai energialaitoksissa?

Puun käytön lisäys pienlämmityslaitteissa vai energialaitoksissa? Puun käytön lisäys pienlämmityslaitteissa vai energialaitoksissa? Raimo O. Salonen Ylilääkäri, dosentti 14.4.2014 THL 1 Systemaattinen analyysi Global Burden of Disease Study 2010 (yhteistyö WHO:n kanssa)

Lisätiedot

M1 luokitellut tuotteet

M1 luokitellut tuotteet M1 luokitellut tuotteet Kalusteista haihtuvat orgaaniset yhdisteet ja niiden vaikutukset sisäilmaan Ulkoiset tekijät jotka vaikuttavat päästöihin ja niiden määrien muutokseen Tavallisia VOC yhdisteitä

Lisätiedot

KLAPI-ILTA PUUVILLASSA 27.9.2011

KLAPI-ILTA PUUVILLASSA 27.9.2011 KLAPI-ILTA PUUVILLASSA 27.9.2011 MANU HOLLMÉN ESITYKSEN SISÄLTÖ Aluksi vähän polttopuusta Klapikattilatyypit yläpalo alapalo Käänteispalo Yhdistelmä Vedonrajoitin Oikea ilmansäätö, hyötysuhde 2 PUUN KOOSTUMUS

Lisätiedot

Biopolttoaineet, niiden ominaisuudet ja käyttäytyminen maaperässä

Biopolttoaineet, niiden ominaisuudet ja käyttäytyminen maaperässä Biopolttoaineet, niiden ominaisuudet ja käyttäytyminen maaperässä Henrik Westerholm Neste Oil Ouj Tutkimus ja Teknologia Mutku päivät 30.-31.3.2011 Sisältö Uusiotuvat energialähteet Lainsäädäntö Biopolttoaineet

Lisätiedot

Liittymis- eli additioreaktio Määritelmä, liittymisreaktio:

Liittymis- eli additioreaktio Määritelmä, liittymisreaktio: Liittymis- eli additioreaktio Määritelmä, liittymisreaktio: REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Liittymis- eli additioreaktiossa molekyyliin, jossa on kaksois- tai kolmoissidos, liittyy jokin toinen molekyyli. Reaktio

Lisätiedot

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10 Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko 25.10 klo 8-10 Jokaisesta oikein ratkaistusta tehtävästä voi saada yhden lisäpisteen. Tehtävä, joilla voi korottaa kotitehtävän

Lisätiedot

Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin. Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos

Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin. Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos Hiilenkierto järvessä Valuma alueelta peräisin oleva orgaaninen aine (humus)

Lisätiedot

IPCC 5. ARVIOINTIRAPORTTI OSARAPORTTI 1 ILMASTONMUUTOKSEN TIETEELLINEN TAUSTA

IPCC 5. ARVIOINTIRAPORTTI OSARAPORTTI 1 ILMASTONMUUTOKSEN TIETEELLINEN TAUSTA IPCC 5. ARVIOINTIRAPORTTI OSARAPORTTI 1 ILMASTONMUUTOKSEN TIETEELLINEN TAUSTA SISÄLLYSLUETTELO 1. HAVAITUT MUUTOKSET MUUTOKSET ILMAKEHÄSSÄ SÄTEILYPAKOTE MUUTOKSET MERISSÄ MUUTOKSET LUMI- JA JÄÄPEITTEESSÄ

Lisätiedot

Pienhiukkaset: Uhka ihmisten terveydelle vai pelastus ilmastolle? FT Ilona Riipinen Nuorten Akatemiaklubi 18.10.2010 Suomalainen Tiedeakatemia

Pienhiukkaset: Uhka ihmisten terveydelle vai pelastus ilmastolle? FT Ilona Riipinen Nuorten Akatemiaklubi 18.10.2010 Suomalainen Tiedeakatemia Pienhiukkaset: Uhka ihmisten terveydelle vai pelastus ilmastolle? FT Ilona Riipinen Nuorten Akatemiaklubi 18.10.2010 Suomalainen Tiedeakatemia Kuutiosenttimetri kaupunki-ilmaa Kaasut: Yksittäisiä molekyylejä

Lisätiedot

ILMASTONMUUTOSENNUSTEET

ILMASTONMUUTOSENNUSTEET ILMASTONMUUTOSENNUSTEET Sami Romakkaniemi Sami.Romakkaniemi@fmi.fi Itä-Suomen Ilmatieteellinen Tutkimuskeskus Kasvihuoneilmiö Osa ilmakehän kaasuista absorboi lämpösäteilyä Merkittävimmät kaasut (osuus

Lisätiedot

Puunpolton päästöt - pienpoltto tulisijoissa vai pellettien poltto voimalaitoksessa

Puunpolton päästöt - pienpoltto tulisijoissa vai pellettien poltto voimalaitoksessa Puunpolton päästöt - pienpoltto tulisijoissa vai pellettien poltto voimalaitoksessa Hilkka Timonen, Sanna Saarikoski, Risto Hillamo, Minna Aurela, Anna Frey, Karri Saarnio In co-operation with: Sisältö

Lisätiedot

Polttopuun tehokas ja ympäristöystävällinen käyttö lämmityksessä. Pääasiallinen lähde: VTT, Alakangas

Polttopuun tehokas ja ympäristöystävällinen käyttö lämmityksessä. Pääasiallinen lähde: VTT, Alakangas Polttopuun tehokas ja ympäristöystävällinen käyttö lämmityksessä Pääasiallinen lähde: VTT, Alakangas Puupolttoaineen käyttö lämmityksessä Puupolttoaineita käytetään pientaloissa 6,1 milj.m 3 eli 9,1 milj.

Lisätiedot

POLTA PUUTA PUHTAAMMIN. Pakila

POLTA PUUTA PUHTAAMMIN. Pakila POLTA PUUTA PUHTAAMMIN Pakila 14.3.2019 Huono puunpoltto aiheuttaa terveyshaittoja Maria Myllynen ilmansuojeluyksikön päällikkö HSY Kuivaa asiaa 14.3.2019 Miten puunpoltto heikentää ilmanlaatua? - päästömäärä

Lisätiedot

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. 1.2 Elektronin energia Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. -elektronit voivat olla vain tietyillä energioilla (pääkvanttiluku n = 1, 2, 3,...) -mitä kauempana

Lisätiedot

Miksi liikenteen päästöjä pitää. Kari KK Venho 220909

Miksi liikenteen päästöjä pitää. Kari KK Venho 220909 Miksi liikenteen päästöjä pitää hillitä Kari KK Venho 220909 Miksi liikenteen päästöjä pitää hillitä Kari KK Venho 220909 Mikä on ilmansaasteiden merkitys? Ilmansaasteiden tiedetään lisäävän astman ja

Lisätiedot

SIDOKSET. Palautetaan mieleen millaisia sidoksia kemia tuntee ja miten ne luokitellaan: Heikot sidokset ovat rakenneosasten välisiä sidoksia.

SIDOKSET. Palautetaan mieleen millaisia sidoksia kemia tuntee ja miten ne luokitellaan: Heikot sidokset ovat rakenneosasten välisiä sidoksia. SIDOKSET IHMISEN JA ELINYMPÄ- RISTÖN KEMIA, KE2 Palautetaan mieleen millaisia sidoksia kemia tuntee ja miten ne luokitellaan: Vahvat sidokset ovat rakenneosasten sisäisiä sidoksia. Heikot sidokset ovat

Lisätiedot

PUUN PIENPOLTON MUSTAHIILIPÄÄSTÖT, ILMASTOVAIKUTUKSET JA PÄÄSTÖVÄHENNYSKEINOT

PUUN PIENPOLTON MUSTAHIILIPÄÄSTÖT, ILMASTOVAIKUTUKSET JA PÄÄSTÖVÄHENNYSKEINOT PUUN PIENPOLTON MUSTAHIILIPÄÄSTÖT, ILMASTOVAIKUTUKSET JA PÄÄSTÖVÄHENNYSKEINOT Mikko Savolahti (1) Niko Karvosenoja (1) Kaarle Kupiainen (1), (1) Suomen ympäristökeskus (SYKE) Sisältö Intro Mustahiili

Lisätiedot

Aerosolimallit ja aerosolisään ennustaminen Suomen olosuhteissa

Aerosolimallit ja aerosolisään ennustaminen Suomen olosuhteissa Aerosolimallit ja aerosolisään ennustaminen Suomen olosuhteissa MATINE hanke 800 Suorituspaikka: Ilmatieteen laitos Rahoitus: 56 0000 eur Tutkimuksenjohtaja: Dos. Heikki Lihavainen AEROSOLIEN VAIKUTUS

Lisätiedot

Ilmakehän pienhiukkasten ja aerosolien tutkimus

Ilmakehän pienhiukkasten ja aerosolien tutkimus Ilmakehän pienhiukkasten ja aerosolien tutkimus Työ: Pilvien tekeminen Tarvikkeet: Läpinäkyvä muovipulloa, lämmintä vettä, tulitikkuja Työn suoritus: 1. Kaada lämmintä vettä vähän pullon pohjalle 2. Sytytä

Lisätiedot

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi? Mitä on kemia? Johdantoa REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi? Kaikissa kemiallisissa reaktioissa tapahtuu energian muutoksia, jotka liittyvät vanhojen sidosten

Lisätiedot

Hiiltä varastoituu ekosysteemeihin

Hiiltä varastoituu ekosysteemeihin Hiiltä varastoituu ekosysteemeihin BIOS 3 jakso 3 Hiili esiintyy ilmakehässä epäorgaanisena hiilidioksidina ja eliöissä orgaanisena hiiliyhdisteinä. Hiili siirtyy ilmakehästä eliöihin ja eliöistä ilmakehään:

Lisätiedot

Kansallinen ilmansuojeluohjelma 2030 ja haittakustannusten laskenta (IHKU-malli) politiikan tukena

Kansallinen ilmansuojeluohjelma 2030 ja haittakustannusten laskenta (IHKU-malli) politiikan tukena Kansallinen ilmansuojeluohjelma 2030 ja haittakustannusten laskenta (IHKU-malli) politiikan tukena Mikko Savolahti SYKE Sisältö 1. Kansallinen ilmansuojeluohjelma 2. BATMAN hanke: puun pienpolton ja katupölyn

Lisätiedot

Miten käytän tulisijaa oikein - lämmitysohjeita

Miten käytän tulisijaa oikein - lämmitysohjeita Miten käytän tulisijaa oikein - lämmitysohjeita Eija Alakangas, VTT Biohousing & Quality Wood Älykäs Energiahuolto EU-ohjelma 1. Puu kuivuu. Vesihöyry vapautuu. 2. Kaasumaiset palavat ainekset vapautuvat

Lisätiedot

MITÄ SIDOKSILLE TAPAHTUU KEMIALLISESSA REAKTIOSSA

MITÄ SIDOKSILLE TAPAHTUU KEMIALLISESSA REAKTIOSSA MITÄ SIDOKSILLE TAPAHTUU KEMIALLISESSA REAKTIOSSA REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Kaikissa kemiallisissa reaktioissa atomit törmäilevät toisiinsa siten, että sekä atomit että sidoselektronit järjestyvät uudelleen.

Lisätiedot

Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos 15.4.2010 Sisältöä Kasvihuoneilmiö Kasvihuoneilmiön voimistuminen Näkyykö kasvihuoneilmiön voimistumisen

Lisätiedot

Vantaanjoen valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen määrä, laatu ja hajoaminen Itämeressä

Vantaanjoen valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen määrä, laatu ja hajoaminen Itämeressä Vantaanjoen valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen määrä, laatu ja hajoaminen Itämeressä Laura Hoikkala, Helena Soinne, Iida Autio, Eero Asmala, Janne Helin, Yufei Gu, Yihua Xiao,

Lisätiedot

Tutkimusraportti, Kulomäen koulu, Vantaa

Tutkimusraportti, Kulomäen koulu, Vantaa HB Sisäilmatutkimus Oy 2.3.2012 1 Hämeentie 105 A 00550 Helsinki p. 09-394 852 f. 09-3948 5721 Tutkimusraportti Tutkimusraportti, Kulomäen koulu, Vantaa Johdanto Tutkimuksen kohteena on Kulomäen koulun

Lisätiedot

Kaupunki-ilman mittaus- ja mallinnustarpeet, tekniikat ja tulosten hyödyntäminen pääkaupunkiseudulla. Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT

Kaupunki-ilman mittaus- ja mallinnustarpeet, tekniikat ja tulosten hyödyntäminen pääkaupunkiseudulla. Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT Kaupunki-ilman mittaus- ja mallinnustarpeet, tekniikat ja tulosten hyödyntäminen pääkaupunkiseudulla Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT INKA-ILMA/EAKR päätösseminaari 17.8.2017 Taustaa: mittaus-

Lisätiedot

Ilmastonmuutoksen vaikutukset tiemerkintäalaan

Ilmastonmuutoksen vaikutukset tiemerkintäalaan Ilmastonmuutoksen vaikutukset tiemerkintäalaan Ilmastonmuutosviestintää Suuri osa tämän esityksen materiaaleista löytyy Ilmasto-opas.fi sivustolta: https://ilmasto-opas.fi/fi/ Mäkelä et al. (2016): Ilmastonmuutos

Lisätiedot

Ilmastonmuutos pähkinänkuoressa

Ilmastonmuutos pähkinänkuoressa Ilmastonmuutos pähkinänkuoressa Sami Romakkaniemi Sami.Romakkaniemi@fmi.fi Itä-Suomen ilmatieteellinen tutkimuskeskus Ilmatieteen laitos Ilmasto kuvaa säämuuttujien tilastollisia ominaisuuksia Sää kuvaa

Lisätiedot

Päästökertoimista päästöinventaarioihin - Mihin ja miten puun pienpolton päästökertoimia käytetään?

Päästökertoimista päästöinventaarioihin - Mihin ja miten puun pienpolton päästökertoimia käytetään? Päästökertoimista päästöinventaarioihin - Mihin ja miten puun pienpolton päästökertoimia käytetään? SYKE Ilmasto ja ilmansuojelu -ryhmä Niko Karvosenoja Kaarle Kupiainen Mikko Savolahti Ville-Veikko Paunu

Lisätiedot

HSY:n supermittausasemalla täsmätietoa liikenteen vaikutuksista ilmanlaatuun

HSY:n supermittausasemalla täsmätietoa liikenteen vaikutuksista ilmanlaatuun HSY:n supermittausasemalla täsmätietoa liikenteen vaikutuksista ilmanlaatuun Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT Ilmanlaadun tutkimusseminaari 13.12.2016 21.3.2016 Jarkko Niemi 1 Nykytilanne: liikenne

Lisätiedot

Musta hiili arktisella alueella

Musta hiili arktisella alueella Musta hiili arktisella alueella Kaarle Kupiainen (Erikoistutkija, FT) Arctic Hour Ympäristöministeriö, Aleksanterinkatu 7, Helsinki 28.5.2015, klo 8.30-9.30 Muiden ilmansaasteiden kuin musta hiilen ilmastovaikutuksista

Lisätiedot

Puun polton pienhiukkaset ja päästöjen vähentäminen

Puun polton pienhiukkaset ja päästöjen vähentäminen Puun polton pienhiukkaset ja päästöjen vähentäminen Dos. Jarkko Tissari Fine particle and aerosol technology laboratory (FINE) Department of Environmental and Biological Sciences Puulämmityspäivä, Helsinki

Lisätiedot

Lämpö- eli termokemiaa

Lämpö- eli termokemiaa Lämpö- eli termokemiaa Endoterminen reaktio sitoo ympäristöstä lämpöenergiaa. Eksoterminen reaktio vapauttaa lämpöenergiaa ympäristöön. Entalpia H kuvaa systeemin sisäenergiaa vakiopaineessa. Entalpiamuutos

Lisätiedot

Puunpolton pienhiukkasten / savujen aiheuttamat terveysriskit

Puunpolton pienhiukkasten / savujen aiheuttamat terveysriskit Puunpolton pienhiukkasten / savujen aiheuttamat terveysriskit Raimo O. Salonen Ylilääkäri, dosentti TSY ry:n Puulämmityspäivä 8.2.2017 THL 1 Kaukolämpöverkosto poisti savut Iisalmen keskustasta 1970-luvulla

Lisätiedot

Luento Kyösti Ryynänen

Luento Kyösti Ryynänen 1. Aerosolit Luento 21.8.2012 Kyösti Ryynänen 2. Aerosolien lähteet 3. Aerosolit ja kasvihuoneilmiö 4. Pilvien tiivistymisytimet 5. Kosmoklimatologia 1 AEROSOLIT Aerosolit ovat kiinteitä tai nestemäisiä

Lisätiedot

AJONEUVOTEKNIIKAN KEHITTYMINEN JA UUSIEN ENERGIAMUOTOJEN SOVELTUMINEN SÄILIÖKULJETUKSIIN. Mika Jukkara, Tuotepäällikkö / Scania Suomi Oy

AJONEUVOTEKNIIKAN KEHITTYMINEN JA UUSIEN ENERGIAMUOTOJEN SOVELTUMINEN SÄILIÖKULJETUKSIIN. Mika Jukkara, Tuotepäällikkö / Scania Suomi Oy AJONEUVOTEKNIIKAN KEHITTYMINEN JA UUSIEN ENERGIAMUOTOJEN SOVELTUMINEN SÄILIÖKULJETUKSIIN Mika Jukkara, Tuotepäällikkö / Scania Suomi Oy Scania Vabis Chassis 1930 Liikenteen rooli kestävässä kehityksessä

Lisätiedot

diesel- ja maakaasumoottoreiden muodostamille partikkeleille

diesel- ja maakaasumoottoreiden muodostamille partikkeleille Altistumisen arviointi diesel- ja maakaasumoottoreiden muodostamille partikkeleille Oulun yliopisto i Prosessi ja ympäristötekniikan osasto Kati Oravisjärvi Altistuminen Maailmassa arvioidaan olevan jopa

Lisätiedot

Ilmastonmuutokset skenaariot

Ilmastonmuutokset skenaariot Ilmastonmuutokset skenaariot Mistä meneillään oleva lämpeneminen johtuu? Maapallon keskilämpötila on kohonnut ihmiskunnan ilmakehään päästäneiden kasvihuonekaasujen johdosta Kasvihuoneilmiö on elämän kannalta

Lisätiedot

Energian tuotanto ja käyttö

Energian tuotanto ja käyttö Energian tuotanto ja käyttö Mitä on energia? lämpöä sähköä liikenteen polttoaineita Mistä energiaa tuotetaan? Suomessa tärkeimpiä energian lähteitä ovat puupolttoaineet, öljy, kivihiili ja ydinvoima Kaukolämpöä

Lisätiedot

Sisäilman mikrobit. MITTAUSTULOKSET Mikkolan koulu Liite Bakteerit, Sieni-itiöt, pitoisuus, Näytteenottopisteen kuvaus

Sisäilman mikrobit. MITTAUSTULOKSET Mikkolan koulu Liite Bakteerit, Sieni-itiöt, pitoisuus, Näytteenottopisteen kuvaus 1 Sisäilman mikrobit Näytteet otettiin kuusivaihekeräimellä elatusalustoille, jotka olivat 2 % mallasuuteagar homesienille ja tryptoni-hiivauute-glukoosiagar bakteereille ja sädesienille eli aktinomykeeteille.

Lisätiedot

Mistä tiedämme ihmisen muuttavan ilmastoa? Jouni Räisänen, Helsingin yliopiston fysiikan laitos

Mistä tiedämme ihmisen muuttavan ilmastoa? Jouni Räisänen, Helsingin yliopiston fysiikan laitos Mistä tiedämme ihmisen muuttavan ilmastoa? Jouni Räisänen, Helsingin yliopiston fysiikan laitos 19.4.2010 Huono lähestymistapa Poikkeama v. 1961-1990 keskiarvosta +0.5 0-0.5 1850 1900 1950 2000 +14.5 +14.0

Lisätiedot

Kuparin korroosionopeuden mittaaminen kaasufaasissa loppusijoituksen alkuvaiheessa

Kuparin korroosionopeuden mittaaminen kaasufaasissa loppusijoituksen alkuvaiheessa Kuparin korroosionopeuden mittaaminen kaasufaasissa loppusijoituksen alkuvaiheessa Jari Aromaa, Lotta Rintala Teknillinen korkeakoulu Materiaalitekniikan laitos 1. Taustaa, miksi kupari syöpyy ja kuinka

Lisätiedot

Bioöljyn ja biodieselin säilyvyyden parantaminen

Bioöljyn ja biodieselin säilyvyyden parantaminen Katriina Sirviö Bioöljyn ja biodieselin säilyvyyden parantaminen 5.5.2011 Tulevaisuuden moottori- ja polttoaineteknologiat VTT, Espoo Polttoainetutkimus Vaasan yliopistossa Moottorilaboratorio Biopolttoainelaboratorio

Lisätiedot

Suomen kaatopaikat kasvihuonekaasujen lähteinä. Tuomas Laurila Ilmatieteen laitos

Suomen kaatopaikat kasvihuonekaasujen lähteinä. Tuomas Laurila Ilmatieteen laitos Suomen kaatopaikat kasvihuonekaasujen lähteinä Tuomas Laurila Ilmatieteen laitos Johdanto: Kaatopaikoilla orgaanisesta jätteestä syntyy kasvihuonekaasuja: - hiilidioksidia, - metaania - typpioksiduulia.

Lisätiedot

N:o 1017 4287. Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot

N:o 1017 4287. Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot N:o 1017 4287 Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot Taulukko 1. Kiinteitä polttoaineita polttavien polttolaitosten

Lisätiedot

Pienpolton toksikologiset vaikutukset

Pienpolton toksikologiset vaikutukset Pienpolton toksikologiset vaikutukset Ilmanlaatu, ilmasto ja terveys seminaari 23.5.2018 Pasi Jalava Ilmansaasteiden haitallisuus Vuosittain arviolta 2-3 miljoonaa ihmistä kuolee ennenaikaisesti ilmansaasteiden

Lisätiedot

Miten jokainen yritys voi parantaa Helsingin ilmanlaatua? Uutta Ilmansuojelusuunnitelmaa tehdään parhaillaan

Miten jokainen yritys voi parantaa Helsingin ilmanlaatua? Uutta Ilmansuojelusuunnitelmaa tehdään parhaillaan Miten jokainen yritys voi parantaa Helsingin ilmanlaatua? Uutta Ilmansuojelusuunnitelmaa tehdään parhaillaan Suvi Haaparanta Helsingin kaupungin ympäristökeskus Typpidioksidin raja-arvo ylittyy Helsingissä

Lisätiedot

Työpaikkojen sisäilman VOCviitearvot

Työpaikkojen sisäilman VOCviitearvot Työpaikkojen sisäilman VOCviitearvot Arja Valtanen, Hanna Hovi ja Tapani Tuomi Työterveyslaitos, työympäristölaboratoriot Orgaanisille yhdisteille säädettyjä pitoisuusarvoja asuin-ja työskentelytilojen

Lisätiedot

Pellettikoe. Kosteuden vaikutus savukaasuihin Koetestaukset, Energon Jussi Kuusela

Pellettikoe. Kosteuden vaikutus savukaasuihin Koetestaukset, Energon Jussi Kuusela Pellettikoe Kosteuden vaikutus savukaasuihin Koetestaukset, Energon Jussi Kuusela Johdanto Tässä kokeessa LAMKin ympäristötekniikan opiskelijat havainnollistivat miten puupellettien kosteuden muutos vaikuttaa

Lisätiedot

IHMISKUNTA MUUTTAA ILMASTOA

IHMISKUNTA MUUTTAA ILMASTOA IHMISKUNTA MUUTTAA ILMASTOA Kimmo Ruosteenoja Ilmatieteen laitos, Ilmastotutkimusryhmä KASVIHUONEILMIÖ ILMASTONMUUTOSTEN TUTKIMINEN MALLIEN AVUL- LA TULEVAISUUDEN ILMASTO ILMASTONMUUTOSTEN VAIKUTUKSIA

Lisätiedot

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 7. Fotosynteesi tuottaa ravintoa eliökunnalle

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 7. Fotosynteesi tuottaa ravintoa eliökunnalle Solun toiminta II Solun toiminta 7. Fotosynteesi tuottaa ravintoa eliökunnalle 1. Avainsanat 2. Fotosynteesi eli yhteyttäminen 3. Viherhiukkanen eli kloroplasti 4. Fotosynteesin reaktiot 5. Mitä kasvit

Lisätiedot

PAULI SIMONEN AEROSOLIN NOPEA HAPETUS LAMINAARISESSA LÄPI- VIRTAUSKAMMIOSSA

PAULI SIMONEN AEROSOLIN NOPEA HAPETUS LAMINAARISESSA LÄPI- VIRTAUSKAMMIOSSA PAULI SIMONEN AEROSOLIN NOPEA HAPETUS LAMINAARISESSA LÄPI- VIRTAUSKAMMIOSSA Diplomityö Tarkastaja: Apul. prof. Miikka Dal Maso Tarkastaja ja aihe hyväksytty luonnontieteiden tiedekunnan tiedekuntaneuvoston

Lisätiedot

Aerosolimittauksia ceilometrillä.

Aerosolimittauksia ceilometrillä. Aerosolimittauksia ceilometrillä. Timo Nousiainen HTB workshop 6.4. 2006. Fysikaalisten tieteiden laitos, ilmakehätieteiden osasto Projektin kuvaus Esitellyt tulokset HY:n, IL:n ja Vaisala Oyj:n yhteisestä,

Lisätiedot

Suorakylvön hyödyt kymmenen keskeisintä syytä suorakylvöön

Suorakylvön hyödyt kymmenen keskeisintä syytä suorakylvöön Suorakylvön hyödyt kymmenen keskeisintä syytä suorakylvöön 1. Suorakylvö säästää polttoainetta Perinteisellä viljelymenetelmällä polttoaineen kulutus voi olla viisinkertainen suorakylvöön verrattuna Halpa

Lisätiedot

TUTKIMUSRAPORTTI

TUTKIMUSRAPORTTI TUTKIMUSRAPORTTI 17.8.2017 Hämeenlinnan kaupunki Linnan Tilapalvelut -liikelaitos Mika Metsäalho PL 84, 13101 Hämeenlinna Sähköposti: mika.metsaalho@hameenlinna.fi Kohde Ojoisten lastentalo, Mäyräntie

Lisätiedot

Liuottimien analytiikka. MUTKU-päivät 2016, 16.3.2016 Jarno Kalpala, ALS Finland Oy

Liuottimien analytiikka. MUTKU-päivät 2016, 16.3.2016 Jarno Kalpala, ALS Finland Oy Liuottimien analytiikka MUTKU-päivät 2016, 16.3.2016 Jarno Kalpala, ALS Finland Oy RIG H T S O L U T I O N S R IGH T PA RT N ER Sisältö Terminologia Näytteenoton ja analysoinnin suurimmat riskit ja niiden

Lisätiedot

Liitteenä tilakohtainen dokumentti yhdisteiden pitoisuuksista.

Liitteenä tilakohtainen dokumentti yhdisteiden pitoisuuksista. TESTAUSSELOSTE 2015-4213 1(5) Tilaaja 2457722-6 Baumedi Oy, Lehto Hannu Lehto Hannu Energiakuja 3 00180 HELSINKI Näytetiedot Näyte Sisäilma VOC Näyte otettu 03.03.2015 Kellonaika 10.37 Vastaanotettu 05.03.2015

Lisätiedot

2. Täydennä seuraavat reaktioyhtälöt ja nimeä reaktiotuotteet

2. Täydennä seuraavat reaktioyhtälöt ja nimeä reaktiotuotteet /Tapio evalainen Loppukuulustelun..00 mallivastaukset. imi: vsk:. Piirrä karboksyylihapporyhmän ja aminoryhmän rakenteet ja piirrä näkyviin myös vapaat elektroniparit. soita mikä hybridisaatio karboksyyli-

Lisätiedot

Hiukkasten lukumäärän ja keuhkodeposoituvan pintaalan mittaukset erilaisissa ympäristöissä. Ilmanlaadun mittaajatapaaminen, Tampere 11.4.

Hiukkasten lukumäärän ja keuhkodeposoituvan pintaalan mittaukset erilaisissa ympäristöissä. Ilmanlaadun mittaajatapaaminen, Tampere 11.4. Hiukkasten lukumäärän ja keuhkodeposoituvan pintaalan mittaukset erilaisissa ympäristöissä Ilmanlaadun mittaajatapaaminen, Tampere 11.4.2018 Yleistä hiukkasten lukumääräpitoisuudesta ja keuhkodeposoituvasta

Lisätiedot

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus 11.5.2017 Massaspektrometria IHMISEN JA ELINYMPÄ- RISTÖN KEMIAA, KE2 Määritelmä Massaspektrometria on tekniikka-menetelmä, jota käytetään 1) mitattessa orgaanisen molekyylin molekyylimassaa ja 2) määritettäessä

Lisätiedot

8. Alkoholit, fenolit ja eetterit

8. Alkoholit, fenolit ja eetterit 8. Alkoholit, fenolit ja eetterit SM -08 Alkoholit ovat orgaanisia yhdisteitä, joissa on yksi tai useampia -ryhmiä. Fenoleissa -ryhmä on kiinnittynyt aromaattiseen renkaaseen. Alkoholit voivat olla primäärisiä,

Lisätiedot

Reaktiosarjat

Reaktiosarjat Reaktiosarjat Usein haluttua tuotetta ei saada syntymään yhden kemiallisen reaktion lopputuotteena, vaan monen peräkkäisten reaktioiden kautta Tällöin edellisen reaktion lopputuote on seuraavan lähtöaine

Lisätiedot

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset Ensimmäinen sivu on työskentelyyn orientoiva johdatteluvaihe, jossa annetaan jotain tietoja ongelmista, joita happamat sateet aiheuttavat. Lisäksi esitetään

Lisätiedot

TUTKIMUSRAPORTTI. Metsolan koulu Allintie KOTKA

TUTKIMUSRAPORTTI. Metsolan koulu Allintie KOTKA TUTKIMUSRAPORTTI Metsolan koulu Allintie 9 48220 KOTKA Työ nro T10067 Kotka 20.1.2012 Insinööri Studio Oy OY INSINÖÖRI STUDIO, TORNATORINTIE 3, PL 25, 48101 KOTKA PUH. 05-2255 500 FAX. 05-2184 562 E-MAIL

Lisätiedot